BE380734A

BE380734A -

Info

Publication number: BE380734A
Authority: BE

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  BREVET D'INVENTION 
Procédé pour la fabrication de ciment ainsi que les installations et les   nroduits   correspondants. 



   ' Pour fabriquer le ciment par les procédés actuels, on opère par exemple de la manière suivante : 
La charge (argile 25   % et   chaux 75   %)   diluée avec de l'eau pour former une nâte est cuite dans un four; on obtient ainsi des clinkers ou scories qui sont ensuite broyés finement en poudre impalpable; cette poudre est emmagasinée dans des silos; puis ensachée en vue de son utilisation dans la préparation des mortiers par exemple. 



   Ce procédé de fabrication entraîne plusieurs inconvénients : 
1 ) la cuisson de la charge s'effectue à une tempéra- ture élevée qui varie en général entre 1450 C et 1600 C; il en résulte une dépense de combustible qui s'accroît très rapidement avec l'élévation de température; 
2 ) les clinkers ou scories obtenus sont très durs, 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 leur broyage est difficile et nécessite par suite une dé- pense notable d'énergie. 



   La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents; elle concerne notamment un procédé pour la fabrication de ciment caractérisé par ce qu'on effectue la cuisson de la charge dans un milieu rendu à la fois légèrement réducteur, aqueux et alcalin, ce qui permet de réaliser cette cuisson à une température dé beaucoup inférieure aux températures actuellement néces- saires, la scorie obtenue étant plus friable, ce qui facilite son broyage. 



   On peut réaliser dans le procédé conforme à l'in- vention le milieu réducteur à l'aide d'une atmosphère d'hydrogène, d'oxyde de carbone, de gaz à l'eau ou de vapeur d'eau en présence de charbon incandescent, mélangé à la charge, cette vapeur d'eau produisant ainsi elle-même le gaz à l'eau. 



   Le milieu aqueux est constitué par de la vapeur d'eau qui peut être introduite dans l'atmosphère du four, ou se former dans ce four lui-même, par une réaction qui y prend naissance. 



   Le milieu alcalin peut être obtenu en ajoutant   à la   charge un sel de soude ou de potasse par exemple. 



   On peut réaliser d'une manière très simple et par l'addition d'un seul produit le milieu réducteur aqueux et alcalin; il suffit pour cela d'introduire de l'ammoniaque dans la chambre du four;. ce corps est à la fois alcalin et réducteur; de plus, tant par son action réductrice sur l'oxyde de fer que par son eau de solution il donne naissance à de la vapeur d'eau qui constitue le milieu aqueux. 



   On peut faciliter l'action du milieu à la fois réducteur, aqueux et alcalin en effectuant cette action en présence de catalyseurs, par exemple de catalyseurs métal- liques tels que fer ou platine. En particulier, le fer 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 réduit aide la décomposition d.- l'ammoniaque et facilite ainsi la formation et l'action du milieu à la fois réduc- teur aqueux et alcalin. 



   Suivant une variante de l'invention, on soumet la scorie, après la cuisson, à une opération de trempe par refroidissement brusque dans le milieu où s'est effectuée la cuisson, c'est-à-dire dans un milieu à la fois légère- ment réducteur, aqueux et alcalin. 



   Pour faciliter cette opération de trempe ou la remplacer, on peut ajouter à la charge des métaux addition- nels, tels que le nickel ou le cobalt (en particulier on neut ajouter à la charge de l'oxalate de nickel, dans une proportion d'environ 1 % du poids total de cette charge, cet oxalate se décompose sous l'action do la chaleur du four et donne naissance à du nickel en poudre, intimement mélangé à cette charge et qui coopère à la trempe. 



   Dans le cas où l'opération de trempe serait insuffisamment réussie, ce que l'on constate par l'expan- sion de la chaux qui se traduit par un fendillement des scories, on corrige cette opération de trempe par une opération de revenu. 



   A cet effet, on fait réchauffer la scorie dans le même milieu, réducteur, aqueux et alcalin, à une température de 100  par eyemple pendant 2 à 3 heures ou à une température de   7000   pendant quelques minutes, puis on opère encore le refroidissement brusque de la charge- 
Oh obtient ainsi un ciment de bonne qualité sans qu'il soit nécessaire de le laisser séjourner long- temps dans les silos. 



   Quoique l'on puisse évidemment varier de multi- ples manières le détail opératoire du procédé, la demande- resse donne ci-après trois exemples détaillés permettant la mise en oeuvre de ce procédé. 



   Exemple 1 
1  - Extraction - On extrait une terre argileuse, 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 dans la région de Bruche (Bas-Rhin), par-exemple, et contenant : 
74 % de carbonate de calcium 
26 % d'argile. 



   Cet argile a la composition suivante : 
19   %   Sio2 ( % FE2O3 
 EMI4.1 
 7 z ( A1203 
2  - Traitement préliminaire - On sèche à l'air libre cette terre argileuse et on la broye finement. 



   3  -Cuisson - On introduit dans le four une charge de 500 kilogrammes de cette terre argileuse, à la- quelle on a ajouté 6   à   8 % de soude (milieu alcalin) et 1 % d'oxalate de nickel (métal pour trempe). 



   On amène dans la chambre du four un courant d'hydrogène et de vapeur d'eau (milieu réducteur et aqueux). 



   Le four est chauffé à une température de 1000 C environ. 



   Il suffit de maintenir la charge pendant 5 minu- tes environ à cette température. 



   4  - Refroidissement et défournement - On laisse refroidir dans le four dans la même atmosphère d'hydrogène et de vapeur d'eau. On obtient une scorie noire que l'on défourne, pour l'envoyer aux broyeurs ordinaires. 



   Exemple II 
1  et 2 , mêmes opérations que dans   l'exemple   I. 



   3  - Cuisson - On introduit dans le four une charge de 500 kilogrammes de terre argileuse. 



   On amène dans la chambre du four un courant de gaz ammoniac, ce four ayant été chauffé au préalable à une température de 1000 C environ. 



   On maintient la charge pendant 10 minutes environ dans le four, cette charge étant introduite froide. 



   4  - On effectue alors le refroidissement brusque 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 de la charge dans l'atmosphère d'ammoniaque. On obtient ainsi une scorie friable gris clair. 



   Exemple III 
1  et 2 ,   mêmes   opérations que dans l'exemple I. 



   3  - Cuisson - On introduit dans le four une charge de 500 kilogrammes de la terre argileuse, à laquelle on a ajouté 6 à 8 % de soude (milieu alcalin), 1   %   d'oxa- late de nickel (métal pour trempe) et 25 % de charbon de bois en poudre. 



   On fait passer dans la chambre du four un courant de vapeur d'eau surchauffée. 



   Le   four a   été amené au préalable à une température de   1000 C   environ. 



   Il suffit de maintenir la charge pendant 5 minu- tes environ dans le four, cette charge étant introduite froide. 



   4  -Refroidissement et défournement - On laisse refroidir dans le four dans l'atmosphère de gaz à l'eau.. 



  On obtient ainsi une scorie noire, comme dans l'exemple I. 



   L'invention s'étend évidemment aux procédés ci-dessus définis, quels que soient les installations et appareils employés pour sa mise en oeuvre. 



   Toutefois, on a représenté à titre d'exemple sur la figure unique du dessin ci-joint un four permettant d'une manière particulièrement commode la fabrication du ciment par le procédé conforme à l'invention. 



   Ce four comporte un laboratoire mobile 1 dans lequel on introduit la charge par une trémie 8 et qui est muni intérieurement d'un revêtement partiel en nickel, qui forme catalyseur ; le brûleur 5 répartit la chaleur dans la chambre de chauffe 2 limitée par une enveloppe calorifuge 3. 



   Les gaz de combustion s'échappent par une chemi- née 4. 



   Les gaz de réaction, par exemple le mélange 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 d'hydrogène et de vapeur d'eau (exemple I) sont amenés dans le laboratoire 1 par un conduit   .   



   Le laboratoire communique par sa partie arrière avec un puits de trempe 6   refroidi   par un dispositif réfrigérant 7. 



   Les scories ou   clin.'cers   sont   recueillis   en 10, tandis qu'un aspirateur 11 évacue les gaz de réaction en vue de leur récupération. 



   Au lieu de cuire l'oxydede fer en   mélange   avec l'argile et la chaux, on peut aussi traiter à part un oxyde de fer naturel, par le procédé ci-dessus décrit et à l'aide de l'installation représentée sur le dessin annexé et ajouter ensuite le produit qinsi obtenu à un ciment fabriqué par les procédés ordinaires ou à un ciment com- plètement éventé, ce qui permet de régénérer ou d'amé- liorer les qualités de ce dernier produit. 



   Enfin, suivant une autre variante de l'invention, on ajoute à un ciment ordinaire   un.   oxyde de fer conforme à celui obtenu par le procédé précédemment décrit, par exemple un oxyde de fer ayant des propriétés magnétiques ou des propriétés telles que celui obtenu par voie humide, notamment par précipitation d4un chlorure; cette addition a pour effet de régénérer le ciment ou d'améliorer ses qua- lités, ce qui permet en particulier d'activer son durcis- sement. 



   L'invention s'étend non seulement aux procédés et Installations ci-dessus décrits, mais aussi aux pro- duits conformes à ceux obtenus par ces procédés; notamment l'invention concerne un ciment caractérisé par une teneur accrue en oxyde de fer à propriétés magnétiques ou obtenu par voie humide. 



   En résumé, l'invention permet d'obtenir des ciments d'excellentes qualités, tout en facilitant la fabrication ; l'invention permet notamment la réduction de la température de chauffage et par suite du prix de revient du procédé.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S.

1 - Procédé pour la fabrication de ciment caractérisé par ce qu'on effectue la cuisson de la charge dans un milieu rendu à la fois légèrement réducteur, aqueux et alcalin, ce qui permet de réaliser cette cuisson à une température de beaucoup inférieure aux températures ac- tuellement nécessaires, la scorie obtenue étant plus friable, ce qui facilite son broyage.

2 - Procédé conforme à la revendication 1 et caractérisé par ce que la charge est rendue alcaline, par l'addition de sels de soude ou de potasse, l'atmosphère réductrice étant constituée par de l'hydrogène et de la vapeur d'eau ou du-gaz à 1 ? eau ou de la vapeur d'eau en présence de charbon incandescent.

3 - Procédé conforme à la revendication 1 et caractérisé par ce que le milieu réducteur, aqueux et alcalin est obtenu par l'introduction d'ammoniaque.

4 - Procédé conforme à l'une des revendications 1 à 3 et caractérisé par ce que le milieu à la fois légèrement réducteur, aqueux et alcalin agit en présence d'un catalyseur, notamment de fer ou de platine.

5 - Procédé conforme à l'une des revendications de 1 à 4 et caractérisé par ce qu'on soumet la scorie à une opération de trempe par refroidissement brusque dans le milieu où s'effectue la cuisson.

6 - Procédé conforme à l'une des revendications de 1 à 4 et caractérisé par ce qu'on additionne à la charge un métal, tel que le nickel divisé, qui facilite l'opération de trempe.

7 - Procédé conforme à l'une des revendications 5 ou 6 et caractérisé par ce qu'on soumet le ciment, après une opération de trempe imparfaite, à une opération de revenu dans le même milieu, à une température beaucoup plus basse, ce qui permet d'obtenir un ciment immédiate- ment utilisable sans séjour prolongé dans un silo. <Desc/Clms Page number 8>

8 - Procédé pour la fabrication du ciment, caractérisé par l'addition, d'un oxyde de fer qui a des propriétés magnétiques, ou de celui obtenu par voie humide (précipitation d'un chlorure par exemple), à un ciment ordinaire en vue de sa régénération ou de l'amélioration de ses qualités.

9 - Procédé conforme à la revendication 8 et caractérisé par ce que l'oxyde de fer à propriétés manéti- ques est obtenu en soumettant de l'oxyde de fer quelconque ou un produit contenant une proportion notable d'oxyde de fer à l'action d'un milieu aqueux, alcalin et non oxydant, cet oxyde étant ensuite ajouté à un ciment ordinaire ou ciment complètement éventé, ce qui permet de régénérer ou d'améliorer les qualités de ce dernier produit.

10 - Les installations pour la mise en oeuvre des procédés précédents et notamment : a) un four dont le laboratoire (1) présente un revê- tement interne partiellement métallique, en fer par exem- ple, ce métal formant catalyseur; b) cas où le four est terminé par un puits de trempe (6) entouré d'un réfrigérant (7), ce puits recevant la charge cuite et contenant l'atmosphère dans laquelle a été effectuée la cuisson.

Il - Les produits conformes à ceux obtenus par les procédés et installations ci-dessus et notamment un ciment caractérisé par une teneur accrue en oxyde de fer à propriétés magnétiques ou en oxyde de fer obtenu par voie humide.