<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention se rapporte à 'un procédé pour l'agglo- mération de matières en grains fins, en particulier de minerais fins et de charbons fins, tels que poussier de charbon, charbon menu ou boue de char- bon et analogues.
L'agglomération de matières de ce genre a lieu, selon un pro- cédé usité jusqu'ici, par moulage et liaison en utilisant du brai, de la vapeur d'eau et des pressions élevées. Lorsque les matières premières avaient une teneur en eau trop élevée, on les séchait avant l'agglomération.
Ce procédé entraîne des frais élevés en particulier par la consommation de brai. Il a en outre été constaté que la santé des ouvriers était altérée.
Des procédés plus récents cherchent à économiser en partie ou entièrement le brai. Mans des agglomérés, qui sont fabriqués avec des liants moins coûteux que le brai, ne satisfont la plupart du temps pas aux conditions exigées par les utilisateurs et ne résistent pas à l'action de l'eau.
L'agglomération sans liant, qui travaille avec des pressions particulièrement élevées, n'a pas pu être appliquée à toutes les matières et reste limitée à quelques matières, telles que le lignite.
Il a, il est vrai, également déjà été proposé d'employer. comme liant, dans le cas de l'agglomération de minerais friables, du verre soluble, qui, - de même que le brai, par exemple, employé comme liant de la nature de la colle, dans les procédés mentionnés ci-dessus, - maintient réunis les constituants individuels des corps moulés fabriqués par compression.
Toutefois, pour obtenir une liaison, les corps moulés fabriqués doivent être soumis à un durcissement plus long à des températures élevées, sans qu'il soit toutefois possible d'atteindre une résistance suffisante de ceux-ci.
Pour l'agglomération de matières en grains particulièrement fins, telles que des minerais fins provenant de la préparation de boues, et de matières à teneur élevée en cendres, telles que des boues de charbon (schlamms) aucun des procédés connus n'a donné de bons résultats.
Or,il a été constaté que des matières en grains fins et en grains très fins, en particulier des minerais fins et des charbons fins, peuvent être agglomérées de façon économique et avec succès lorsqu'on produit, dans le traitement des matières à agglomérer avec des silicates, dans les corps moulés à fabriquer, un anhydride de l'acide silicique d'une structure en réseau dans l'espace (structure squelettée),par hydrolyse avec des acides carboniques faibles, en particulier de l'acide acétique, des esters de ces acides, des combinaisons organiques contenant des groupes hydroxyles, ou de l'acétone.
Pour le procédé selon l'invention conviennent toutes les matières premières qui entrent en ligne de compte pour l'agglomération, en particulier des minerais fins, y compris des minerais fins riches en métaux, tels que des produit;, de concentration de flottation, d'une part, et des minerais pauvres en métaux, d'autre part, des charbons fins, tels que du charbon menu, du poussier de charbon ou des boues de charbon, des poussières d'usines, par exemple des poussières de gueulard et analogues.
Dans le cas du traitement des matières à agglomérer avec des silicates, par exemple du verre soluble de soude ou de potasse, il est important d'employer des concentrations déterminées, qui dépendent, d'une part, de la nature des matières à agglomérer et, d'autre part, de la concentration des solutions. Si, par exemple, on doit traiter du minerai de fer de Suède, d'une grosseur de grains allant jusqu'à 3 mm, on emploie 1 à 1,5 % des solutions habituelles du commerce de verre soluble, de 35 à 370 Beaumé.
Dans le cas de poussiers de charbon d'une grosseur de grains allant jusqu'à 1 mm, il faut 2 à 2,5 de solutions de verre soluble de la même concentration. En général, la proportion des solutions de verre soluble à employer,
<Desc/Clms Page number 2>
d'une concentration de 35 à 37 Beaumé, est comprise entre 0,5 et 5 %. Si on emploie une solution de verre soluble d'une autre concentration, il faut adapter les proportions à cette concentration.
Les matières à agglomérer, ainsi traitées, sont ensuite mou- lées de la manière habituelle dans des presses mouleuses appropriées, Le moulage a lieu en général à température ordinaire et sous des pressions qui ne sont pas trop élevées. Des pressions comprises entre 12 et 28 atm ont été reconnues appropriées. Dans le cas de pressions élevées, il existe le danger d'une séparation partielle des silicates par compression.
Les corps moulés sont soumis à l'hydrolyse par l'addition d'acides faibles. Comme tels entrent en ligne de compte, en premier lieu, des acides organiques mono- ou polyvalents, par exemple les acides formi- que, acétique, tartrique actif, oxalique, benzoïque, salicylique ou phtali- que. L'acide acétique s'est révélé particulièrement bon. Pour le traite- ment des corps moulés par de l'acide, on les arrose par exemple avec une solution de concentration appropriée. On peut employer des acides techni- ques impurs. L'arrosage a lieu de préférence de telle manière que les corps moulés absorbent 0,01 à 0,03 % des acides mentionnés. Mais on peut égale- ment imbiber les corps moulés dans l'acide, la durée d'imbibition étant ré- glée de telle manière que.la proportion indiquée d'acide soit absorbée.
Nais l'hydrolyse peut également être favorisée par des esters des acides mentionnés, par exemple par de l'ester acétique ou de l'ester de l'acide benzoïque, ou par des alcools, tels que les alcools méthylique ou éthylique, par des combinaisons aromatiques contenant des groupes hydroxyles, telles que le phénol ou le naphtol, ou par de l'acétone.
Par l'hydrolyse, on obtient des agglomérés, qui présentent une porosité élevée, qui est comprise par exemple entre 30 et 50 % en volu- me.
Le procédé selon l'invention est notablement plus économi- que que ceux connus jusqu'ici. Il permet d'obtenir des agglomérés avec une pression relativement faible. Il n'est pas nécessaire que les matières pre- mières à agglomérer soient sèches. Elles peuvent, dans le cas d'une teneur en eau pas trop élevée, allant par exemple de 20 à 30 %, être immédiatement traitées.
Les agglomérés obtenus présentent une résistance suffisant au déchargement et aux agents atmosphériques. Mais leur résistance peut en- core être accrue davantage lorsqu'on chauffe ces agglomérés, pendant ou après l'hydrolyse, pendant un court espace de temps, par exemple de 2 à 3 minutes, à des températures élevées. La résistance est ainsi accrue, par exemple, de 80 kg/cm2 jusqu'à 200 kg/cm2. Dans le cas d'un chauffage à température plus élevée ou pendant un temps plus long, il se produit un ac- croissement additionnel de la résistance. Mais ceci n'est en général pas du tout désirable pour le traitement.
Pour autant qu'on agglomère, par le procédé selon l'invention, des minerais, par exemple des minerais de fer, il a été constaté l'avantage additionnel que les agglomérés sont obtenus sous une forme, qui exerce une forte action activant la réduction dans le cas du traitement métallurgique.
Il a été reconnu qu'on peut, par une application avantageuse du procédé selon l'invention, fabriquer, à partir de matières consistant de façon prépondérante en grains fins, des pierres de construction d'une gran- de valeur possédant une résistance élevée, Comme matières premières pour la fabrication de pierres conviennent toutes les matires connues pour la fabrication'.de pierres de construction, telles que pierre ponce, débris de briques, scorie ou analogues. On a atteint des résultats particulièrement
<Desc/Clms Page number 3>
favorables dans le cas de l'emploi de scories de chaudières, qu'on obtient dans des foyers, dans lesquels du charbon ou de la boue de charbon à teneur élevée en cendres est introduit sous une pression élevée dans la chambre de combustion.
Conformément à l'invention, on mélange les matières premiè- res, dont l'eau y contenue n'a pas absolument besoin d'être enlevée, comme déjà mentionné, avec des silicates, qui sont capables d'être amenés à l'état d'un anhydride d'acide silicique d'une structure en réseau dans l'espace (structure squelettée), de préférence du verre soluble, à savoir, dans une proportion telle qu'après le mélange, elles restent encore capables de ruis- seler. On les soumet ensuite au moulage, avantageusement dans une presse, par exemple une presse à table rotative, sous une pression de compression qui est de préférence de plus de 500 kg/cm .
Après l'opération de moulage, on soumet les corps moulés produits à l'action d'acides faibles, en parti- culier d'acide acétique, ce qui favorise l'hydrolyse et produit dans le corps moulé une structure squelettique d'anhydride d'acide silicique, Comme particulièrement avantageux aest révélé à cet effet l'emploi d'acide acé- tique technique habituel du commerce, qui peut être dilué dans un rapport de 1:8 à 1:10. Après le traitement par un acide, on soumet les corps mou- lés à une opération de séchage, dont la durée dépend des températures de sé- chage employées. Le séchage doit avantageusement être effectué jusqu'à ce que les corps moulés n'aient plus l'odeur d'acide. Comme températures de séchage, il entre en ligne de compte des températures comprises entre le point de vaporisation et 5000 C environ.
Il ne se produit absolument aucun changement de forme au cours du séchage, surtout ni une contraction ni un gonflement des corps moulés.
La résistance des corps moulés fabriqués dépend de l'addition de silicate. Celle-ci peut varier dans des limites relativement étendues et est de préférence de 4 à 7 %.
On a, par exemple, fabriqué, de la manière suivante, des pierres de construction à partir de scorie industrielle, qui est obtenue dans le foyer d'une cent.rale de force motrice, dans lequel on introduit de la boue de charbon sous une pression élevée dans la chambre de combustion.
La scorie broyée a été mélangée avec 7 % en poids de verre soluble et, après le mélange, a été amenée, à l'état capable de ruisseler, à une presse à table rotative. Avec cette Dresse, on a fabriqué, avec une pression de compression d'environ 600 kg/cm2, des corps moulés qui, immé- diatement après avoir quitté la presse, ont été arrosés par une tuyère avec de l'acide acétique technique habituel du commerce, dilué à 1:10. On a en- suite amené les corps moulés dans un four de séchage et on les a séchés pen- dant un court espace de temps à une température de 500 C. Les pierres de construction obtenues de cette manière, dont les dimensions correspondaient à la norme allemande DIN 398, présentaient une résistance à la compression correspondant aux valeurs indiquées par ces normes.
Même dans le cas d'ad- ditions plus faibles de verre soluble, on a encore obtenu une résistance suffisante.
Il a été reconnu d'une importance particulière, dans la fa- brication de pierres de construction selon le procédé proposé à cet effet conformément à l'invention, d'observer des proportions déterminées de mé- lange des grosseurs des grains de la matière première. On mélange avanta- geusement aux grains grossiers une proportion de grains fins telle qu'il en résulte un remplissage poussé de l'espace des pores,par les grains fins.
Dans l'exemple de réalisation déjà mentionné, il a été re- connu comme étant tout particulièrement avantageux de mélanger 20 % en poids de la matière première, en grains d'une grosseur de plus de 3 mm, et 80 % en poids de grains d'une grosseur inférieure à 3 mm.
<Desc/Clms Page number 4>
Il a en outre été constaté qu'il est possible de fabriquer des briques hollandaises ou recuites, par le procédé selon l'invention.
A cet effet, selon une caractéristique additionnelle de l'invention, on soumet les corps moules après le moulage et le traitement par un acide, à une opération de cuisson. C'est ainsi que, à partir des pierres de construction fabriquées selon l'exemple de réalisation mentionné du procédé, on a fabriquée par une cuisson de deux heures environ de ces pierres, à des températures denviron 900 C, des briques recuites qui satisfont aux conditions exigées par la norme allemande DIN 105. Ce procédé convient en particulier pour la fabrication de plaques pour parois et de plaques pour dalles de pavage de trottoirs, ainsi que des plaques d'usure pour des plans inclinés ou couloirs ou analogues :Du des briques moulées pour le revêtement de tuyaux.
Lors de la cuisses des crps moulés, ceux-ci changent de couleur selon la matière première employée; par exemple, dans le cas de pierres fabriquées à partir de boues de charbon et de scorie, ces pierres passent d'une couleur grise à une couleur rcuge. ce qui leur donne un aspect attrayant.
REVENDICATIONS.
1 - Un procédé pour 1-'agglomération de matières en grains fins, en particulier de minerais fins et de charbons fins, par traitement avec des silicates, de préférence du verre soluble, caractérisé en ce qu'on produit dans les agglomérés un anhydride d'acide silicique d'une structure en réseau dans l'espace (structure squelettée) par hydrolyse avec des acides carboniques faibles, en particulier de l'acide acétique, des esters de ces acides, des alcools, des combinaisons organiques contenant des groupes hydroxyles, ou de l'acétone.