BE447508A - Procede de regeneration des scories salines provenant de la refonte de dechets d'aluminium ou de ses alliages - Google Patents

Description

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  Procédé de régénération des scories salines provenant de la refonte de déchets d'aluminium ou de ses alliages. 



   La refonte de déchets d'aluminium et de ses alliages en vue de l'obtention de matières réutilisables se fait en présence de sels fondants qui, comme on le sait, sont surtout les chlorures et aussi les fluorures dos métaux alcalins et alcalinoterreux, et sont composés, dans la mesure du possible, de façon que le point de fusion du mélange soit à'environ 600 à 700 C. On choisit le mélange de sels en rapport avec la nature des déchets à traiter. 



  La quantité de sels fondants est généralement d'autant plus grande que les déchets sont plus finement divisés et moins purs. Les co- peaux de forage et de tournage, notamment, nécessitent des quanti- tés de sels fondants se rapprochant de celles du métal traité. 

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  Afin que le sel fondant reste toujours suffisamment actif, il y a lieu de le régénérer ou de le renouveler et d'évacuer du four le sel fondant usé, appelé ci-après scorie saline. Le sel qui, à la refonte, est progressivement devenu inactif contient, en plus des impuretés et de certains produits de réaction engendrés à la refonte, surtout des particules de métal et de sels non con- sommés. Par conséquent, on a cherché depuis longtemps des moyens de réutiliser ces constituants. 



   Jusqu'à présent, on a laissé refroidir le sel fondant usé retiré du four. La scorie saline était ensuite broyée dans un broyeur à boulets, les particules métalliques étant ensuite, pour la majeure partie, récupérées par tamisage. Le reste de la scorie broyée était ensuite dissous dans de l'eau chaude. En lais- sant reposer la solution, on pouvait la débarrasser des constitu- ants insolubles, notamment des oxydes et des crasses. De la solu- tion épurée on récupérait par évaporation, les sels dissous que l'on séchait, broyait et réutilisait après les avoir ramenés à la composition voulue, par exemple par addition de nouveaux sels. 



   Le procédé suivant l'invention simplifie considérable- ment la régénération de la scorie saline. Ce procédé se caracté- rise en ce que, pour la récupération des particules métalliques, la scorie saline est d'abord transférée dans un récipient forte- ment chauffé dans lequel une partie du métal contenu dans la sco- rie saline est séparé par sédimentation et évacué, après quoi la scorie encore chargée des particules métalliques restantes est versée, à l'état de fusion, dans un dissolvant dans lequel les particules métalliques se déposent sans se dissoudre, et qu'en- suite, pour récupérer le sel, la solution chaude séparée du métal est débarra.ssée, par filtration, des autres admixtions solides et soumise au traitement de récupération. 



   Comme récipient fortement chauffé on peut utiliser une poche de coulée ou un four de chauffage, muni d'un bec de coulée 

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 et/ou d'un orifice de coulée dans le fond. Le récipient est avan- tageusement maintenu à une température suffisante pour que la scorie saline évacuée du four de refonte reste suffisamment flui- de et ne se fige pas. 



   Il est évidemment possible de se passer du récipient in- termédiaire chauffé et de verser la scorie saline directement du four de refonte dans le dissolvant. Cependant, dans des entrepri- ses importantes,   surtout   celles qui ont en activité plusieurs fours de refonte avec des charges différentes, il est recommandable d'u- tiliser un ou plusieurs récipients intermédiaires pour la scorie. 



   Comme dissolvant, on emploie surtout de l'eau qui, tout en laissant intactes les particules métalliques, dissout les sels les plus usités et les plus importants, à savoir les chlorures de sodium et de potassium. 



   Quand on verse la scorie à l'état de fusion, les sels passent immédiatement en solution, tandis que les particules mé- talliques contenues dans la scorie saline se solidifient et se déposent au fond où on les reçoit avantageusement dans une boîte amovible à tamis. Le fait que la scorie saline est versée dans l'eau à l'état de fusion permet de supprimer le chauffage préala- ble de l'eau, car celle-ci est déjà chauffée par la scorie chaude. 



  En déterminant de façon judicieuse la capacité de la cuve de disso- lution et en règlant l'arrivée d'eau fraîche, on peut établir ou maintenir la température de dissolution voulue. 



   En vue de la récupération des sels on emploie donc comme dissolvant, suivant l'invention, de l'eau à la température ordi- naire, qui est chauffée par la scorie saline chaude qu'on y verse et que l'on évapore, après filtration, pour séparer les sels dis- sous. 



   Dans le procédé suivant l'invention, la vitesse de disso- lution de la scorie saline est extraordinairement élevée, manifes- tement à cause de l'état de fusion liquide de la scorie introduite dans le dissolvant, qui fait que la scorie n'a pas besoin d'être dissoute à partir de l'état solide, comme c'est le cas dans l'an- dien procédé. 

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   Pour accélérer encore la dissolution de la scorie saline, il est avantageux de la verser dans le dissolvant sous forme d'un jet finement divisé. On y arrive, par exemple, en versant la scorie dans le dissolvant à travers un tamis disposé au-dessus de la cuve de dissolution. 



   Le procédé suivant l'invention permet de se passer des broyeurs à boulets employés antérieurement, ou de les rendre dis- ponibles pour d'autres buts. En plus de cet avantage, une écono- mie résulte de l'utilisation de la chaleur de la scorie en fusion pour le chauffage du dissolvante et surtout il en résulte une grande économie de main d'oeuvre et de temps, car tout le traite- ment préparatoire de la scorie refroidie dans les broyeurs se trouve supprimé, et la dissolution dans la cuve de dissolution est accélérée. Une autre source d'économie réside en ce qu'en vue de la séparation des constituents insolubles, la solution est con- duite directement de la cuve de dissolution aux filtres et arrive encore très chaude aux évaporateurs. 



   Comme déjà dit, la scorie sa.line se compose généralement, en grande partie, de chlorures de sodium et de potassium, le dis- solvant employé étant de l'eau. La quantité de chaleur nécessaire pour évaporer la solution aqueuse épurée, contenant lès sels dis- sous est en raison de la chaleur élevée de vaporisation de l'eau (qui est d'environ 540 cal/kg), très considérable et occasionne par conséquent des frais élevés. Parmi les sels récupérables, le chlorure de potassium est de loin le plus coûteux, l'importance économique du chlorure de sodium étant relativement beaucoup moin- dre. L'invention donne le moyen de récupérer, à la fin du procédé, principalement le chlorure de potassium, et d'éviter, avant tout, l'évaporation de la solution épurée pour économiser ainsi de l'é- nergie calorifique. 



   Suivant l'invention, on emploie comme dissolvant pour la récupération du chlorure de potassium d'une scorie saline con- tenant surtout des chlorures de sodium et de potassium, sans éva- 

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 poration de la solution épurée, une solution aqueuse saturée, à température ordinaire, de chlorures de potassium et de sodium, que l'on fait circuler en circuit fermé et hors de laquelle le supplément de chlorure de potassium dissous à chaud se précipite au refroidissement qui suit la filtration, ce chlorure de potas- sium étant récupéré par séparation de la solution refroidie satu- rée de chlorures de potassium et de sodium, après quoi la solution est ramenée dans le circuit pour redissoudre de nouvelles quan- tités de scorie saline. 



   L'essentiel de l'invention, sous cet aspect, réside donc en ce qu'on introduit dans la cuve de dissolution, en qualité de dissolvant, non pas de l'eau mais une solution saturée, à tempé- rature ordinaire, de chlorures de potassium et de sodium. Quand on introduit dans cette solution la scorie saline à l'état de fu- sion liquide, la solution devient chaude et absorbe un supplément de chlorure de potassium, car la solubilité de ce sel augmente avec la température. Le chlorure de sodium n'entre en solution que dans la mesure qui correspond à sa solubilité à chaud ;    dans les conditions envisagées celle-ci diminue avec la température,   de sorte qu'une grande partie du chlorure de sodium se précipite déjà dans la cuve de dissolution, ensemble avec les autres consti- tuants insolubles de la scorie saline.

   Ensuite, tout en évitant le plus possible le refroidissement de la solution, on filtre celle- ci et on la débarrasse ainsi des substances solides qu'elle con- tient encore. Au refroidissement subséquent, qu'on effectue soit en laissant reposer la solution, soit à l'aide de refroidisseurs appropriés, le supplément de chlorure de potassium .dissous à chaud se précipite hors de la solution et peut être récupéré par séparation, par exemple par essorage, centrifugeage etc. des eaux- mères qui sont constituées par la solution encore saturée à la température ordinaire. Après séchage, le chlorure de potassium peut servir à nouveau, pendant que les eaux-mères sont ramenées dans la cuve de dissolution. Le circuit du dissolvant se referme ainsi, 

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 sans que celui-ci ait été soumis à l'évaporation.

   Il suffit en. fait de préparer une fois la solution nécessaire pour le procédé continu, solution saturée, à température ordinaire, de chlorures de potassium et de sodium, et de compenser, au cours du procédé, les légères pertes par évaporation inévitables, en ajoutant de la solution ou de l'eau. Si même, pour la simplicité du procédé, on renonce à la récupération du chlorure de sodium, on obtient à ce prix un énorme avantage économique, car on économise toute la chaleur de vaporisation du dissolvant aqueux. 



   L'application pratique du procédé a montré qu'il est avantageux de déterminer la quantité de dissolvant de telle façon qu'à chaud, c'est-à-dire après l'introduction de la scorie saline en fusion, la concentration en chlorure de potassium atteigne   envi-   ron 90% de la concentration de saturation à la température donnée. 



  On évite ainsi avec certitude la précipitation et la perte d'une partie du chlorure de potassium, par suite du léger refroidisse- ment parfois inévitable, de la solution chaude que l'on filtre pour la débarrasser des impuretés solides. La quantité de dissol.- vant dépend évidemment, dans une certaine mesure, de la nature de    la scorie saline ; le cas d'une scorie contenant environ 30 à   35% de chlorures de sodium et de potassium, elle est environ 3 à 3,5 fois plus grande que celle de la scorie mais, en pratique, elle est encore un peu plus grande pour tenir compte des autres constituants de la scorie. 



   Les procédés décrits se prêtent particulièrement au trai- tement continu de grandes quantités de scories salines contenant du métal. 



   REVENDICATIONS. 

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Claims (1)

1. ------------------------------ 1.- Procédé de régénération des scories salines prove- nant de la refonte de déchets d'aluminium et de ses alliages, caractérisé en ce que, pour la récupération des particules métal- <Desc/Clms Page number 7> liques, la scorie saline est d'abord transférée dans un récipient fortement chauffé dans lequel une partie du métal contenu dans la scorie saline est séparé par sédimentation et évacué, après quoi la scorie encore chargée des particules métalliques restantes est versée, à l'état de fusion, dans un dissolvant dans lequel les particules métalliques se déposent sans se dissoudre, et qu'ensui- te, pour récupérer le sel, la solution chaude séparée du métal est débarrassée par filtration, des autres constituants solides et soumise au traitement de récupération.

   2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'en vue de la récupération des particules métalliques, la scorie saline chargée de celles-ci est versée, à l'état de fusion liquide, directement dans le dissolvant.

   3.- Procédé suivant les revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que la scorie à l'état de fusion liquide est versée dans le dissolvant sous forme d'un jet finement divisé.

   4. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractéri- sé en ce qu'en vue de la récupération des sels on emploie, comme dissolvant, de l'eau à la température ordinaire, qui est chauffée par la scorie saline chaude qu'on y verse et que l'on évapore, après filtration, dans des évaporateurs, pour séparer les sels dissous.

   5. - Procédé suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on emploie comme dissolvant pour la récupération du chlorure de potassium d'une scorie saline contenant surtout des chlorures de sodium et de potassium, sans évaporation de la so- lution épurée, une solution aqueuse saturée, à température ordi- naire, de chlorures de potassium et de sodium, que l'on fait cir- culer en circuit fermé et hors de laquelle le supplément de chlo- rure de potassium dissous à chaud se précipite au refroidissement qui suit la filtration, ce chlorure de potassium étant récupéré par séparation de la solution refroidie saturée de chlorures de <Desc/Clms Page number 8> potassium et de sodium, après quoi la solution est ramenée dans le circuit pour redissoudre de nouvelles quantités de scorie sali- ne.

   6. - Procédé suivant les revendications 1 à 3 et 5, carac- térisé en ce que l'on détermine la quantité de dissolvant de telle façon qu'à chaud la concentration en chlorure de potassium attei- gne approximativement 90% de la concentration de saturation.

   7.- Procédé de régénération de scories salines provenant de la refonte de déchets d'aluminium et de ses alliages, en sub- stance comme ci-dessus décrit.