FR3107845A1 - Procédé et installation de recyclage du verre - Google Patents
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Abstract
Procédé et installation de recyclage du verre Procédé de recyclage du verre comprenant : - une étape (E1) de collecte d'un amas de débris contenant du verre usagé, l'amas de débris étant issu d'un premier procédé de recyclage du verre, puis - une étape (E2) d'extraction de particules flottantes présente dans l'amas de débris, - une étape (E3) de lavage de l'amas de débris dans un trommel (3), - une étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille, un premier lot comprenant les débris dont une dimension est inférieure ou égale à une première valeur seuil, un deuxième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la première valeur seuil et inférieure ou égale à une deuxième valeur seuil, un troisième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la deuxième valeur seuil. Figure pour l’abrégé : figure 1
Description
Domaine Technique de l'invention
L’invention concerne un procédé de recyclage du verre. L’invention porte aussi sur une installation de recyclage du verre apte à mettre en œuvre un tel procédé de recyclage du verre.
Etat de la technique antérieure
Les contenants en verre comme les bouteilles ou les bocaux sont collectés en vue de leur recyclage. Les consommateurs trient donc leurs déchets et jettent ces contenants en verre dans des dispositifs de collecte adaptés. Le verre ainsi collecté est ensuite acheminé dans un centre de recyclage où il est traité en vue de le recycler. Les contenants sont concassés, nettoyés et triés. Le verre ainsi récupéré est ensuite réutilisé dans un four verrier pour la fabrication de nouveaux contenants en verre.
Une proportion non négligeable des déchets collectés dans les dispositifs de collecte n'est néanmoins pas recyclée. Cette proportion forme un amas de débris contenant du verre mais également toutes sortes de déchets telles que de la matière organique, et/ou de la matière cellulosique, et/ou des éléments métalliques, et/ou de la céramique, et/ou des particules de plastique et/ou des particules de bois. La matière organique peut être composée par exemple de résidus alimentaires. La matière cellulosique peut comprendre des papiers ou étiquettes. Les éléments métalliques peuvent comprendre des matériaux magnétiques tels que du fer ou des matériaux paramagnétiques tels que de l'aluminium. Dans certains cas, la proportion des déchets non recyclés peut atteindre 30% en masse des déchets collectés. Cet amas de débris n'est pas valorisé et est généralement simplement enfouis dans le sol.
En outre, les procédés de recyclage du verre connus de l'état de la technique consomment beaucoup d'eau. Le bilan environnemental du procédé de recyclage est donc pénalisé par cette forte consommation d'eau. Il n'existe donc pas de procédé permettant de valoriser efficacement les débris issus d'un premier procédé de recyclage.
Présentation de l'invention
Le but de l’invention est de fournir un procédé de recyclage du verre et une installation de recyclage du verre remédiant aux inconvénients ci-dessus et améliorant les procédés et installation connus de l’art antérieur.
Plus précisément, un premier objet de l’invention est un procédé et une installation de recyclage du verre permettant d'augmenter le taux de recyclage du verre collecté.
Un second objet de l'invention est un procédé et une installation de recyclage du verre permettant de valoriser les débris autres que le verre contenu dans un amas de débris.
Un second objet de l’invention est un procédé et une installation de recyclage du verre qui consomme peu d'eau ou pas d'eau du tout.
L'invention se rapporte à un procédé de recyclage du verre comprenant :
- une étape de collecte d'un amas de débris contenant du verre usagé, l'amas de débris étant issu d'un premier procédé de recyclage du verre, puis
- une étape d'extraction de particules flottantes présente dans l'amas de débris,
- une étape de lavage de l'amas de débris dans un trommel,
- une étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille, un premier lot comprenant les débris dont une dimension est inférieure ou égale à une première valeur seuil, un deuxième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la première valeur seuil et inférieure ou égale à une deuxième valeur seuil, un troisième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la deuxième valeur seuil,
- une étape de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du premier lot, puis une étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le premier lot,
- une étape de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du deuxième lot, puis une étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le deuxième lot,
- une étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
- une étape de collecte d'un amas de débris contenant du verre usagé, l'amas de débris étant issu d'un premier procédé de recyclage du verre, puis
- une étape d'extraction de particules flottantes présente dans l'amas de débris,
- une étape de lavage de l'amas de débris dans un trommel,
- une étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille, un premier lot comprenant les débris dont une dimension est inférieure ou égale à une première valeur seuil, un deuxième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la première valeur seuil et inférieure ou égale à une deuxième valeur seuil, un troisième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la deuxième valeur seuil,
- une étape de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du premier lot, puis une étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le premier lot,
- une étape de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du deuxième lot, puis une étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le deuxième lot,
- une étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
L'étape d'extraction de particules flottantes peut être réalisée avant étape de lavage de l'amas de débris. L'étape de lavage de l'amas de débris peut être réalisée avant l'étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts. L'étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts peut être réalisée avant l'étape de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du premier lot. L'étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts peut être réalisée avant l'étape de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du deuxième lot. L'étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts peut être réalisée avant l'étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
La première valeur seuil peut être fixée à une valeur comprise entre 2mm et 8mm inclus, et/ou la deuxième valeur seuil peut être fixée à une valeur comprise entre 9mm et 20mm inclus.
L'étape de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille peut être réalisée au moyen d'un crible vibrant à étages comprenant deux étages.
L'étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le premier lot et/ou dans le deuxième lot et/ou dans le troisième lot peut comprendre une étape d'extraction de particules magnétiques, notamment de particules de fer, au moyen d'un overband et une étape d'extraction de particules paramagnétiques, notamment de particules d'aluminium, au moyen d'un séparateur à courant de Foucault.
Le procédé de recyclage du verre peut comprendre une étape d'extraction de particules flottantes présentes dans le troisième lot à la suite de l'étape d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
L'étape d'extraction de particules flottantes présentes dans l'amas de débris et/ou l'étape d'extraction de particules flottantes présentes dans le troisième lot peut comprendre :
- une première sous étape d'immersion du troisième lot dans un bassin rempli d'eau,
- une deuxième sous-étape d'émulsion d'air par le bas du bassin,
- une troisième sous-étape de récupération des particules flottantes par un balai mécanique actionné à la surface du bassin.
- une première sous étape d'immersion du troisième lot dans un bassin rempli d'eau,
- une deuxième sous-étape d'émulsion d'air par le bas du bassin,
- une troisième sous-étape de récupération des particules flottantes par un balai mécanique actionné à la surface du bassin.
Le procédé de recyclage du verre peut comprendre une étape d'égouttage par vibration du premier lot, et/ou du deuxième lot, et/ou du troisième lot.
Le procédé de recyclage du verre peut comprendre :
- une étape de collecte des eaux de lavage, puis
- une étape de décantation des eaux collectées, et
- une étape de collecte des eaux de pluie.
- une étape de collecte des eaux de lavage, puis
- une étape de décantation des eaux collectées, et
- une étape de collecte des eaux de pluie.
Le procédé de recyclage du verre peut comprendre une étape de fonte du verre dans un four verrier.
L'invention se rapporte également à une installation de recyclage du verre comprenant les moyens matériels et/ou logiciels permettant de mettre en œuvre le procédé de recyclage tel que défini précédemment.
L'installation de recyclage du verre peut comprendre :
- au moins une trémie,
- un ensemble de convoyeurs,
- un trommel,
- un crible vibrant à étage,
- un overband,
- un séparateur à courant de Foucault,
- un cyclone de lavage,
- un égouttoir vibrant, et
- au moins un moyen de séparation par flottaison.
- au moins une trémie,
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- un trommel,
- un crible vibrant à étage,
- un overband,
- un séparateur à courant de Foucault,
- un cyclone de lavage,
- un égouttoir vibrant, et
- au moins un moyen de séparation par flottaison.
Présentation des figures
Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante d’un mode de réalisation particulier fait à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
Description détaillée
La figure 1 illustre schématiquement une installation de recyclage du verre 1 selon un mode de réalisation de l'invention. L'installation de recyclage du verre, également dénommée "centre de recyclage du verre" ou "usine de recyclage du verre", est apte à recevoir un amas de débris issu d'un premier procédé de recyclage du verre en vue d'en extraire le verre restant. L'installation est donc destinée à être utilisée en relais d'un premier centre de recyclage dans lequel une grande partie du verre collecté dans des dispositifs de collecte est déjà prélevée et recyclée. Ainsi, l'installation de recyclage du verre est destinée à recueillir en entrée un amas de débris préalablement concassé par le premier centre de recyclage du verre. La proportion de verre contenue dans un amas de débris retraité par l'installation de recyclage du verre 1 est donc plus faible que la proportion de verre présente dans les dispositifs de collecte. Comme expliqué précédemment, cet amas de débris contient encore du verre mais également de la matière organique, et/ou de la matière cellulosique, et/ou des éléments métalliques, et/ou de la céramique, et/ou des particules de plastique et/ou des particules de bois.
L'installation de recyclage de verre comprend deux trémies 2A, 2B, un premier moyen de séparation par flottaison 10A, un deuxième moyen de séparation par flottaison 10B, un trommel 3, un crible vibrant à étages 4, trois moyens d'extraction de particules métalliques 5A, 5B, 5C comprenant chacun un overband 6 et un séparateur à courant de Foucault 7, deux hydrocyclones 8A, 8B, deux égouttoirs vibrants 9A, 9B, et un troisième moyen de séparation par flottaison 10C. Ces différents éléments sont reliés entre eux par des convoyeurs 11 qui peuvent être par exemple des tapis roulants ou des vis sans fin.
Les éléments 2A, 2B, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10A, 10B, 10C sont agencés de sorte à ce qu'un amas de débris donné puisse être chargé en entrée dans l'installation par les trémies 2A, 2B. La sortie d'une première trémie 2A est reliée au premier moyen de séparation par flottaison 10A et, de même, la sortie de la deuxième trémie 2B est reliée au deuxième moyen de séparation par flottaison 10B. La sortie des deux moyens de séparation par flottaison 10A, 10B est reliée au trommel 3 qui est lui-même relié au crible vibrant à étages 4. L'amas de débris est séparé en trois lots distincts dans le crible vibrant à étages 4. Un premier lot transite successivement par l'hydrocyclone 8A, l'égouttoir vibrant 9A puis par le moyen d'extraction de particules métalliques 5A. De même, un deuxième lot transite successivement par l'hydrocyclone 8B, l'égouttoir vibrant 9B puis par le moyen d'extraction de particules métalliques 5B. Un troisième lot transite successivement par le moyen d'extraction de particules métalliques 5C puis par le troisième moyen de séparation par flottaison 10C. L'installation comprend donc trois sorties d'où on récupère les débris de verre initialement présents dans l'amas de débris chargé en entrée. Entre l'entrée et la sortie de l'installation, les débris sont transportés par les convoyeurs 11. Ces convoyeurs 11 peuvent être équipés de moyens vibrant afin d'égaliser la hauteur de la couche de débris circulant sur ces convoyeurs. Les débris traversent donc l'installation 1 sans en sortir et notamment sans passer par un stock tampon. Par ailleurs, l'installation de recyclage du verre 1 comprend en outre un décanteur à boues 12 récupérant les eaux sales issues du trommel 3, des hydrocyclones 8A, 8B, et des moyens de séparation par flottaison 10A, 10B, 10C. L'installation de recyclage du verre 1 comprend aussi un réservoir d'eau 13 relié au décanteur à boues 12.
L'installation présentée macroscopiquement va maintenant être présentée plus en détail.
Les trémies 2A, 2B sont des sortes d'entonnoirs dans lesquels des amas de débris peuvent être versés. Les trémies peuvent par exemple avoir une contenance de 20m3. Selon le mode de réalisation présenté, l'installation comprend deux trémies adaptées à deux différentes tailles de débris. Une première trémie 2A peut être adaptée à la collecte de débris de toute taille, notamment de débris dont une dimension peut attendre 50mm. Une deuxième trémie peut être adaptée à la collecte de débris de plus petite taille, par exemple des débris dont une dimension est inférieure ou égale à 3mm, 4mm ou 5mm. Les trémies sont de préférence équipées de vibreurs permettant de favoriser l'écoulement des débris vers leur sortie respective. La fréquence et ou l'intensité des vibrations produites par ces vibreurs peut être adaptée afin d'ajuster un débit de débris en sortie des deux trémies. En variante, l'installation pourrait ne comprendre qu'une seule trémie ou tout autre nombre de trémies.
La sortie de chacune des deux trémies 2A, 2B est reliée respectivement au premier moyen de séparation par flottaison 10A et au deuxième moyen de séparation par flottaison 10B. Ces deux moyens de séparation par flottaison 10A, 10B comprennent chacun un bassin d'immersion rempli d'eau, une vis sans fin et un balai mécanique agencé pour récupérer les particules flottantes du bassin. Chaque moyen de séparation par flottaison 10A, 10B peut aussi comprendre un moyen d'injection d'air dans une partie inférieure du bassin, pour produire une émulsion d'air dans l'eau du bassin. L'émulsion d'air sert à séparer ou décoller les débris les uns des autres et à faciliter la remontée en surface de particules flottantes. Les particules flottantes peuvent être collectées par les balais mécaniques puis stockés dans des bennes 14 en vue d'être triées et recyclées. Les vis sans fins sont agencées pour faire ressortir du bassin les particules non flottantes (parmi lequel les débris en verre). L'amas de débris débarrassé des particules flottantes converge ensuite, via des convoyeurs 11, vers une unique entrée du trommel 3.
Le trommel 3 est représenté sur la figure 2. Il comprend un tambour globalement cylindrique, mobile en rotation autour de son axe de révolution. Le tambour peut comprendre une longueur d'environ 5 mètres et un diamètre d'environ 2 mètres. Un ou plusieurs moteurs entraine le trommel 3 en rotation autour de son axe de révolution. Le trommel comprend en outre une arrivée d'eau permettant de mélanger de l'eau au débris qu'il contient. Le trommel agit comme une machine à laver. Lorsque les débris sont mélangés avec de l'eau, la rotation du trommel permet de laver les débris, notamment de décoller des particules collantes en surface des débris de verre.
En sortie du trommel 3, l'amas de débris est acheminé vers le crible vibrant à étages 4. Le crible vibrant permet de séparer l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille. Un premier lot comprend les débris dont une dimension, ou autrement dit une granulométrie, est inférieure ou égale à une première valeur seuil. La première valeur seuil peut être fixée à une valeur comprise entre 2mm et 8mm inclus, préférentiellement 3mm. Un deuxième lot comprend les débris dont une dimension est strictement supérieure à la première valeur seuil et inférieure ou égale à une deuxième valeur seuil. La deuxième valeur seuil peut être fixée à une valeur comprise entre 9mm et 20mm inclus, préférentiellement 10mm. Un troisième lot comprend les débris dont une dimension est strictement supérieure à la deuxième valeur seuil. En sortie du crible vibrant à étage, on dispose donc de trois lots comprenant des débris de taille différente. En remarque, on peut accepter que le tri ne soit pas parfait. Un procédé efficace de recyclage selon l'invention pourra également fonctionner si une partie des débris ne sont pas affectés dans le lot correspondant à leur taille. La dimension d'une particule peut être définie comme la plus grande dimension reliant deux points de la particule. Si une particule à une forme sphérique, la dimension de cette particule peut donc correspondre au diamètre de cette particule.
Le crible vibrant à étages 4 est notamment représenté sur la figure 3. Il comprend deux étages chacun équipé d'un tamis. La taille des mailles du tamis supérieur est strictement supérieure à la taille des mailles du tamis inférieur. Le premier lot est obtenu par une première sortie 4A positionnée en dessous du tamis inférieur. Le deuxième lot est obtenu par une deuxième sortie 4B positionnée au-dessus du tamis inférieur et en dessous du tamis supérieur. Le troisième lot est obtenu par une troisième sortie 4C positionnée au-dessus du tamis supérieur.
La première sortie 4A et la deuxième sortie 4B sont reliées respectivement aux hydrocyclones 8A, 8B représentés à titre d'exemple sur la figure 4. L'hydrocyclone 8A, 8B, ou cyclone de lavage, est un dispositif de lavage haute pression. Il permet de séparer des particules de verre présentes dans le lot de débris par classification hydraulique centrifuge. L'hydrocyclone est un dispositif qui utilise la force centrifuge pour séparer les différentes particules d'un lot de débris en fonction de leur densité. L'hydrocyclone comprend une enceinte cylindro-conique pourvue d'une entrée d'alimentation tangentielle. Une pompe alimente l'hydrocyclone avec un mélange d'eau et un lot de débris. Les particules de verre sont lavées par l'eau à l'intérieur de l'enceinte. Les particules de verre ressortent ensuite de l'enceinte par la surverse qui est l'ouverture la plus large en haut en haut de l'enceinte cylindro-conique. L'eau chargée des matières organiques est évacuée par la pointe de l'enceinte, également dénommée sous-verse. Ainsi, l'hydrocyclone permet de débarrasser les particules de verre d'une couche de matière organique ou de limon qui les entoure. La sortie de chaque hydrocyclone est reliée à un égouttoir vibrant 9A, 9B. Les différents paramètres permettant de régler le fonctionnement de l'hydrocyclone sont ajustés en fonction de la taille des particules en entrée, pour une meilleure efficacité.
La sortie de chaque égouttoir vibrant 9A, 9B est reliée à un moyen d'extraction de particules métalliques 5A, 5B. Chaque moyen d'extraction de particules métalliques 5A, 5B comprend un overband 6 et un séparateur à courant de Foucault 7. L'overband 6 comprend un système magnétique fixe situé à l'intérieur d'un châssis autour duquel tourne une bande d'évacuation. Il peut être placé au-dessus d'un convoyeur 11 et permet d'entraîner hors du convoyeur les particules magnétiques, notamment les particules de fer, à éliminer. Ces particules de fer peuvent ensuite être stockées dans un bac de récupération en vue de leur recyclage. Le séparateur à courant de Foucault 7 permet d'extraire les particules paramagnétiques, c’est-à-dire les particules métalliques non-ferreuses (aluminium, zinc, cuivre...) présentes dans chaque lot. Le séparateur à courant de Foucault 7 est apte à générer un premier champ magnétique dans les particules métalliques non-ferreuses. Ce premier champ magnétique est utilisé comme un répulsif, à l'aide d'un deuxième champ magnétique opposé, en bout de convoyeur ou de bande transporteuse des débris. Ces particules non ferreuses peuvent également être stockées dans un bac de récupération en vue de leur recyclage.
La troisième sortie 4C du crible vibrant à étage 4C est reliée directement au moyen d'extraction des particules 5C. Le moyen d'extraction des particules 5C comprend un overband 6 et un séparateur à courant de Foucault 7 tels que décrits précédemment. La sortie de ce moyen d'extraction des particules 5C est reliée au troisième moyen de séparation par flottaison 10C. Les différents paramètres permettant de régler le fonctionnement des trois moyens d'extraction de particules métalliques 5A, 5B, 5C sont ajustés en fonction de la taille des particules en entrée, pour une meilleure efficacité.
De même que précédemment, le troisième moyen de séparation par flottaison 10C comprend un bassin d'immersion qui peut être rempli d'eau. Il comprend également un convoyeur permettant de faire ressortir des particules immergés dans ce bassin et un balai mécanique 15 permettant de récupérer les particules flottantes dans ce bassin. Il comprend aussi un moyen d'injection d'air 16 dans une partie inférieure du bassin, pour produire une émulsion d'air dans l'eau du bassin
De manière optionnelle, l'installation peut également comprendre un ou plusieurs moyens de détection optique configuré pour détecter la présence de céramique dans l'amas de débris et/ou pour trier les débris de verre en fonction de leur couleur. Avantageusement un tel moyen de détection est positionné en fin de ligne de traitement lorsque les particules sont nettoyées.
En variante de l'installation qui vient d'être décrite. Certains moyens pourraient être mutualisés pour traiter les différents lots issus du crible vibrant à étage. Par exemple un même hydrocyclone, utilisé avec des paramètres de fonctionnement différents pourrait être utilisé pour traiter alternativement le premier lot ou le deuxième lot. De même, un même égouttoir vibrant pourrait être utilisé pour égoutter les débris issus des deux cyclones 8A, 8B. De même, un même moyen d'extraction de particules métalliques pourrait être utilisé avec des paramètres différents pour traiter le premier lot, le deuxième lot ou le troisième lot. Les étapes présentées séquentiellement et dans l'ordre défini par le synoptique de la figure 5 pourraient également être réalisée dans un ordre différent. Par exemple, les étapes E2 et E3 pourraient être inversées. Les étapes E51, E52 et E53 pourraient être réalisées dans un ordre différent. De même, les étapes E61, E62 et E63 pourraient être réalisées dans un ordre différent. De même, les étapes E71 et E72 pourraient être inversées.
Avantageusement l'installation de recyclage de verre peut ne pas comprendre davantage d'équipement. Ainsi, sa complexité est limitée. Toutefois, selon une variante de réalisation, l'installation pourrait comprend un troisième hydrocyclone pour traiter le troisième lot issu du crible vibrant à étage.
L'installation de recyclage du verre 1 qui vient d'être décrite comprend des moyens matériels et/ou logiciels permettant de mettre en œuvre un procédé de recyclage du verre selon un mode de réalisation de l'invention. On décrit à présent le procédé de fonctionnement de l'installation en référence au synoptique illustré à la figure 5.
Dans une première étape E1, on collecte un amas de débris contenant du verre usagé, l'amas de débris étant issu d'un premier procédé de recyclage du verre. Cet amas de débris peut être par exemple acheminé par camion depuis un premier centre de recyclage jusqu'à l'installation 1 où il peut être versé dans l'une des trémie 2A, 2B en fonction de sa granulométrie. Les débris descendent dans la trémie et alimentent les convoyeurs 11. Comme l'amas de débris provient d'un premier procédé de recyclage du verre, il n'est pas utile de concasser ces débris.
Dans une deuxième étape E2, on extrait de l'amas de débris les particules flottantes telles que le bois ou le plastique présentes dans l'amas de débris grâce aux moyens de séparation par flottaison 10A, 10B. L'amas de débris est plongé dans le bassin d'eau. Les particules flottantes restent en surface des bassins tandis que les particules plus lourdes (parmi lesquelles les particules de verre) tombent au fond des bassins. On peut produire une émulsion d'air par le bas du bassin avec un moyen d'injection d'air pour favoriser la séparation des différentes particules et ainsi aider les particules flottantes à remonter à la surface du bassin. Les particules plus lourdes remontent ensuite en surface grâce au vis sans fin. Les particules flottantes sont extraites du bassin grâce aux balais mécaniques.
Dans une troisième étape E3, on lave l'amas de débris dans le trommel 3. De l'eau est mélangé à l'amas de débris et le tambour du trommel est mis en rotation. L'action mécanique de l'eau contre les débris et/ou des débris les uns contre les autres favorise le décollement des particules étrangères restées collées sur les débris de verre.
Dans une quatrième étape E4, on sépare l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille, c’est-à-dire en fonction de leur granulométrie, grâce au crible vibrant à étage 4. Le procédé comprend ensuite trois voies de traitement particulières pour chacun des trois lots obtenus.
Pour le premier lot, c’est-à-dire le lot dont les débris ont une dimension inférieure ou égale à la première valeur seuil, on lave les débris au moyen de l'hydrocyclone 8A dans une première sous-étape E51, puis on égoutte les débris au moyen de l'égouttoir 9A dans une deuxième sous-étape E52. Ensuite, dans une troisième sous-étape E53, on extrait les particules métalliques avec le moyen d'extraction de particules métalliques 5A. Cette troisième sous-étape peut elle-même être divisée en une première sous-étape E531 d'extraction des particules magnétiques au moyen de l'overband 6, et une deuxième sous-étape E532 d'extraction des particules paramagnétiques au moyen du séparateur à courant de Foucault 7.
Pour le deuxième lot, c’est-à-dire le lot dont les débris ont une dimension strictement supérieure à la première valeur seuil et inférieure ou égale à la deuxième valeur seuil, on lave les débris au moyen de l'hydrocyclone 8B dans une première sous-étape E61, puis on égoutte les débris au moyen de l'égouttoir 9B dans une deuxième sous-étape E62. Ensuite, dans une troisième sous-étape E63, on extrait les particules métalliques avec le moyen d'extraction de particules métalliques 5B. Cette troisième sous-étape peut elle-même être divisée en une première sous-étape E631 d'extraction des particules magnétiques au moyen de l'overband 6, et une deuxième sous-étape E632 d'extraction des particules paramagnétiques au moyen du séparateur à courant de Foucault 7.
Pour le troisième lot, c’est-à-dire le lot dont les débris dont une dimension est strictement supérieure à la deuxième valeur seuil, on commence par extraire les particules métalliques avec le moyen d'extraction de particules métalliques 5C dans une première sous-étape E71. Cette première sous-étape E71 peut elle-même être divisée en une première sous-étape E711 d'extraction des particules magnétiques au moyen de l'overband 6, et une deuxième sous-étape E712 d'extraction des particules paramagnétiques au moyen du séparateur à courant de Foucault 7. Ensuite, dans une deuxième sous-étape E72 on extrait à nouveau les particules flottantes présentes dans le troisième lot. Plus particulièrement, la sous-étape E72 peut être décomposée en trois sous-étape E721, E722, et E723. Dans une première sous étape E721, on immerge le troisième lot dans le bassin d'immersion du troisième moyen de séparation par flottaison 10C. Dans une deuxième sous-étape E722, on produit une émulsion d'air par le bas du bassin avec le moyen d'injection d'air 16. L'émulsion d'air aide à faire remonter à la surface les débris flottant, notamment les débris en plastique ou en bois. Dans une troisième sous-étape E723, on actionne le balai mécanique 15 pour récupérer les particules flottantes en surface du bassin. Les particules de verre, plus lourdes que l'eau peuvent ensuite être extraites du bassin via un convoyeur partant du fond du bassin et remontant hors du bassin, tel qu'une vis sans fin.
A l'issu des étapes E53, E63 et E72, on dispose en sortie de l'installation 1 de trois lots de particules de verre débarrassés de la plus grande partie des particules autre que le verre qui étaient initialement présentes dans l'amas de débris. Le traitement de l'amas de débris avec une séparation en trois lots distincts permet de rendre plus performant les moyens utilisés en aval de cette séparation. On obtient une meilleure qualité de traitement qu'en absence de tri granulométrique. Le choix de trois lots distincts apparait comme le meilleur compromis entre qualité du traitement et complexité de l'installation pour traiter des débris de verre issus d'un premier procédé de recyclage du verre. Ainsi, on préfère une installation de recyclage de verre dans laquelle l'amas de débris est séparé en trois lots distincts et pas davantage. Toutefois, selon une variante de réalisation plus complexe de l'invention, un quatrième lot ou davantage de lots pourraient être envisagés.
Les trois lots ainsi assainis présentent donc une qualité suffisante pour être engagés directement dans un four verrier, dans une neuvième étape E9. On peut ainsi produire de nouveaux contenants ou produits en verre. Ces nouveaux produits en verre sont donc fabriqués avec une matière première initialement non valorisée et destinée à l'enfouissement. Par ailleurs le procédé selon l'invention permet aussi d'économiser une étape d'enfouissement.
En parallèle, les particules étrangères au verre sont également isolées en fonction de leur nature et peuvent aussi être valorisées. Notamment, les particules magnétiques telles que le fer, et/ou les particules paramagnétiques telles que l'aluminium, et/ou les particules de plastique, et/ou les particules de bois sont isolées.
Les figures 6 et 7 illustrent respectivement une photo d'un amas de débris destiné à être traité par le procédé de recyclage, et un ensemble de particules de verres obtenues à l'issue du procédé de recyclage. On constate que les particules de verre sont propres et débarrassées de la plupart des particules étrangères.
Selon un autre aspect original de l'invention, le procédé de recyclage du verre comprend également une première sous-étape E81 de collecte des eaux de lavage. Notamment, on collecte l'eau souillée issue des moyens de séparation par flottaison lors des étapes E2 et E72, l'eau souillée issue du trommel 3 lors de l'étape E3, ou encore l'eau souillée issue des hydrocyclones lors des étapes E51 et E61. Cette eau souillée est déversée dans le décanteur à boues 12. En complément, l'eau issue des égouttoirs vibrant 9A et 9B pourrait également être guidée vers ce même décanteur à boue 12. Dans une deuxième sous-étape E82, on laisse décanter les eaux souillées dans le décanteur à boue le temps nécessaire à un phénomène de floculation. La floculation est le processus physico-chimique au cours duquel des matières en suspension dans l'eau s'agglomèrent pour former des particules plus grosses. Ensuite, on récupère de l'eau propre du décanteur à boues 12 et on la stocke dans un réservoir d'eau 13 en vue d'être à nouveau utilisée dans l'un des hydrocyclones 8A, 8B.
L'installation occupe une surface au sol conséquente qui peut également être mise à profit pour récupérer de l'eau de pluie. Dans une troisième sous-étape E83, on peut collecter les eaux de pluie sur la surface de l'installation et les acheminer jusqu'au réservoir d'eau 13. On peut ainsi compenser les pertes en eau par infiltration ou par évaporation et ainsi obtenir une installation de recyclage du verre autonome en eau. L'installation de recyclage du verre est donc particulièrement écologique.
Claims (12)
- Procédé de recyclage du verre, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une étape (E1) de collecte d'un amas de débris contenant du verre usagé, l'amas de débris étant issu d'un premier procédé de recyclage du verre, puis
- une étape (E2) d'extraction de particules flottantes présente dans l'amas de débris,
- une étape (E3) de lavage de l'amas de débris dans un trommel (3),
- une étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille, un premier lot comprenant les débris dont une dimension est inférieure ou égale à une première valeur seuil, un deuxième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la première valeur seuil et inférieure ou égale à une deuxième valeur seuil, un troisième lot comprenant les débris dont une dimension est strictement supérieure à la deuxième valeur seuil,
- une étape (E51) de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du premier lot, puis une étape (E53) d'extraction de particules métalliques présentes dans le premier lot,
- une étape (E61) de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du deuxième lot, puis une étape (E63) d'extraction de particules métalliques présentes dans le deuxième lot,
- une étape (E71) d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
- Procédé de recyclage du verre selon la revendication précédente, caractérisé en que l'étape (E2) d'extraction de particules flottantes est réalisée avant étape (E3) de lavage de l'amas de débris, en ce que l'étape (E3) de lavage de l'amas de débris est réalisée avant l'étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts, en ce que l'étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts est réalisée avant l'étape (E51) de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du premier lot, en ce que l'étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts est réalisée avant l'étape (E61) de lavage cyclone pour extraire des matières organiques du deuxième lot, et en ce que l'étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts est réalisée avant l'étape (E71) d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première valeur seuil est fixée à une valeur comprise entre 2mm et 8mm inclus, et/ou en ce que la deuxième valeur seuil est fixée à une valeur comprise entre 9mm et 20mm inclus.
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en que l'étape (E4) de séparation de l'amas de débris en trois lots distincts en fonction de leur taille est réalisée au moyen d'un crible vibrant à étages (4) comprenant deux étages.
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape (E53, E63, E71) d'extraction de particules métalliques présentes dans le premier lot et/ou dans le deuxième lot et/ou dans le troisième lot comprend une étape (E531, E631, E711) d'extraction de particules magnétiques, notamment de particules de fer, au moyen d'un overband (6) et une étape (E532, E632, E712) d'extraction de particules paramagnétiques, notamment de particules d'aluminium, au moyen d'un séparateur à courant de Foucault (7).
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en qu'il comprend une étape (E72) d'extraction de particules flottantes présentes dans le troisième lot à la suite de l'étape (E71) d'extraction de particules métalliques présentes dans le troisième lot.
- Procédé de recyclage du verre selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'étape (E2) d'extraction de particules flottantes présentes dans l'amas de débris et/ou l'étape (E72) d'extraction de particules flottantes présentes dans le troisième lot comprend :
- une première sous étape (E721) d'immersion du troisième lot dans un bassin rempli d'eau,
- une deuxième sous-étape (E722) d'émulsion d'air par le bas du bassin, et
- une troisième sous-étape (E723) de récupération des particules flottantes par un balai mécanique actionné à la surface du bassin.
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (E52, E62) d'égouttage par vibration du premier lot, et/ou du deuxième lot, et/ou du troisième lot.
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend :
- une étape (E81) de collecte des eaux de lavage, puis
- une étape (E82) de décantation des eaux collectées, et
- une étape (E83) de collecte des eaux de pluie.
- Procédé de recyclage du verre selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape (E9) de fonte du verre dans un four verrier.
- Installation de recyclage du verre (1), caractérisée en ce qu'elle comprend les moyens matériels (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10A, 10B, 10C, 11) et/ou logiciels mettant en œuvre le procédé de recyclage de verre selon l'une des revendication précédente.
- Installation de recyclage du verre selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend :
- au moins une trémie (2),
- un ensemble de convoyeurs (11),
- un trommel (3),
- un crible vibrant à étage (4),
- un overband (6),
- un séparateur à courant de Foucault (7),
- un cyclone de lavage (8A, 8B),
- un égouttoir vibrant (9A, 9B), et
- au moins un moyen de séparation par flottaison (10A, 10B, 10C).
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- 2020-03-09 FR FR2002330A patent/FR3107845B1/fr active Active
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