Procédé pour augmenter la mobilité et éviter la prise en masse de produits en poudre ou en cristaux La présente invention concerne un procédé pour augmenter la mobilité et éviter la prise en masse de produits en poudre ou en cristaux par addition à ces produits d'une certaine quantité d'une matière solide inerte.
Les centrales thermiques pourvues de foyers au charbon pulvérisé prévus pour l'utilisation de char bons pauvres dont la teneur en cendres peut atteindre 50 %, produisent des quantités très importantes de cendres volantes ou pulvérulentes, parfois aussi appelées suies, qui sont entraînées par les fumées et séparées dans les dépoussiéreurs avant l'évacuation des gaz à la cheminée.
Ces cendres constituent un résidu très gênant qui est accumulé le plus souvent en terrils encombrants et dangereux.
On a déjà proposé différentes utilisations de ces cendres volantes ou pulvérulentes, notamment pour la fabrication de bétons, de matériaux de construc tion agglomérés, de matériaux réfractaires et d'iso lation thermique, comme agents de transfert de cha leur dans les lits fluidisés, comme absorbant et comme charge inerte pour les caoutchoucs et les ma tières plastiques.
Il a maintenant été découvert que l'on peut utili- ser les cendres volantes pour augmenter la mobilité et éviter la prise en masse de produits en poudre ou en cristaux. L'objet de la présente invention est donc un procédé pour agmenter la mobilité et éviter la prise en masse de produits en poudre ou en cristaux caractérisé en ce que l'on ajoute par kilogramme de produit en poudre ou en cristaux à traiter, au minimum 1 g de cendres volantes ou pulvérulentes provenant de foyers au charbon pulvérisé.
Les cendres volantes ou pulvérulentes utilisables selon l'invention sont essentiellement celles qui sont collectées dans les appareils de séparation des ma tières solides entraînées par les fumées sortant des foyers alimentés au charbon pulvérisé.
Ces cendres peuvent présenter des caractéris tiques variables selon la technique utilisée pour la combustion du charbon et l'appareil servant à leur séparation. Elles sont généralement composées de trois fractions différentes, en proportions variables. La première est constituée de particules blanches, de forme généralement sphérique, et dont le diamètre moyen n'excède pas quelques microns. La deuxième, formée de petits sphéroïdes rouges dont les dimen sions moyennes sont légèrement plus grandes, con tient du fer. La troisième fraction est noire et con tient tout le carbone résiduel, soit sous forme de par ticules de carbone, soit sous forme de cendres re couvertes de carbone.
La taille moyenne des parti cules de cette troisième fraction est nettement plus grande que celle des sphéroïdes qui constituent les deux autres fractions. Leur forme est très irrégulière et rarement sphérique. Le criblage permet de les séparer dans une large mesure des particules plus petites des deux autres fractions, ce qui peut s'avérer utile pour certaines applications.
Selon l'invention, on utilisera les cendres telles quelles, ou de préférence, après criblage, la fraction de ces cendres passant au tamis de 177 microns.
Ainsi, l'addition d'au moins 1 g, et de préférence, de 2 à 40 grammes de cendres volantes ou pulvéru lentes, à 1 kg d'une poudre extinctrice permet d'aug menter d'une manière tout -à fait inattendue sa mobi lité et son aptitude à la projection au moyen d'appa reils extincteurs à poudre. En outre, on n'observe aucune diminution de l'efficacité extinctrice des pou dres obtenues par l'addition de proportions de cen dres volantes atteignant 10 1%.
Les résultats obtenus sont spécialement intéres sants dans le cas de poudres aux bicarbonates alca lins et, plus particulièrement aux bicarbonates de so dium et de potassium, qui présentent une certaine tendance au mottage sous pression. Ce défaut est complètement éliminé par l'addition d'une petite quantité de cendres volantes ou pulvérulentes, au point qu'il devient très difficile d'obtenir une pastille du produit ainsi traité, même dans une pastilleuse travaillant à des pressions de 75 à 100 kg/cm2.
Les cendres volantes ou pulvérulentes utilisées à cet effet, sont préférablement criblées de telle sorte qu'il ne subsiste dans le produit que des particules de dimensions inférieures à 177 microns ou, mieux encore, inférieures à 44 microns. Ce criblage a en outre pour effet d'éliminer la plupart des particules noires et améliore notablement les qualités de l'addi tif utilisé.
Les compositions extinctrices peuvent contenir outre le bicarbonate alcalin à grain très fin et les cendres volantes ou pulvérulentes, d'autres additifs inertes ainsi que des sels d'acides gras à longue chaîne.
On a pu obtenir ainsi des poudres extinctrices à base de bicarbonates alcalins d'une mobilité jamais atteinte jusqu'à présent. Ce résultat est d'autant plus inattendu que les cendres volantes sont constituées de particules plus ou moins sphériques alors que les additifs connus, comme le mica, qui donnent des poudres de bonne mobilité et d'aptitude à la disper sion convenable, mais inférieures à celles préparées selon l'invention, se présentent sous forme de petites plaquettes ou lamelles qui ont forcément un mode d'action très différent.
L'utilisation de cendres volantes ou pulvérulentes provenant de foyers au charbon pulvérisé permet d'augmenter également la mobilité du carbonate de soude et plus particulièrement de la soude légère, ce qui en facilite la manutention. Le carbonate de soude ainsi traité trouve un débouché dans l'industrie du verre et de la céramique.
D'autre part, l'addition de cendres volantes ou pulvérulentes au chlorure de sodium, ainsi qu'à tous les composés cristallins sujets à la prise en masse, permet d'éviter ou de limiter dans une très large me sure, cette prise en masse. Pour cette application, l'on peut utiliser les cendres volantes telles quelles, ou de préférence la fraction passant au tamis de 177 microns. Le chlorure de sodium ainsi obtenu peut servir notamment au déneigement des routes.
Les exemples suivants illustrent différentes appli cations de l'invention.
<I>Exemple 1</I> Diverses expériences qui illustrent l'amélioration apportée à la mobilité de poudres extinctrices par addition de cendres volantes sont reprises ci-après. Les essais sont effectués dans un appareil pour la projection de poudres, spécialement étudié pour l'évaluation de la mobilité et de l'aptitude à la pro jection des poudres extinctrices, et constituant une réduction des appareils extincteurs à poudre du com merce.
Cet appareil, qui est représenté à la figure unique du dessin annexé, comporte un corps (1) d'un dia mètre intérieur compris entre 26 et 26,5 mm et d'une hauteur de 135 2 mm, surmonté d'un rac cord (2) et d'une tâte munie d'une vanne (3) et pré sentant à son extrémité inférieure une plaque per forée de 37 trous de 2 mm de diamètre (4), suivie d'un manchon réducteur (5), d'un coude à 90,, (6), d'un tuyau (7), d'un robinet à boisseau (8) et enfin d'un bouchon perforé d'un trou de 2 ou de 1 mm de diamètre (9).
Le principe des mesures effectuées est le suivant une quantité connue de poudre contenue dans l'ap pareil est projetée sous une pression de 10 kg/em2 d'azote, à travers un orifice de diamètre de 1 ou 2 mm, l'appareil étant tenu verticalement ; le poids du résidu non projeté est ensuite déterminé. On considérera que la poudre est d'autant moins bonne que le résidu est plus important.
Les poudres 1, 2 et 3 contiennent plus de 95 0/0 de bicarbonate de soude à grain très fin, ainsi qu'un sel d'acide gras à longue chaîne. Dans la poudre 4, le bicarbonate de soude a été remplacé par du bicarbonate de potasse.
EMI0002.0027
Poudre <SEP> o/o <SEP> sel <SEP> <B>%</B> <SEP> additif <SEP> % <SEP> cendres <SEP> Diamètre <SEP> Résidu <SEP> de
<tb> étudiée <SEP> d'acide <SEP> inerte <SEP> volantes <SEP> orifice <SEP> de <SEP> projection
<tb> gras <SEP> ajoutées <SEP> projection
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> talc, <SEP> 1% <SEP> - <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> <B>52g</B>
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> talc, <SEP> 10/0 <SEP> 0,25 <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 7 <SEP> g
<tb> 1 <SEP> 1 <SEP> talc, <SEP> 1% <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> 6 <SEP> g
<tb> 2 <SEP> 1 <SEP> talc, <SEP> 2% <SEP> - <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> 78 <SEP> g
<tb> 2 <SEP> 1 <SEP> talc,
<SEP> 2 <SEP> 0/0 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> 12 <SEP> g
<tb> 3 <SEP> 1 <SEP> talc, <SEP> 2% <SEP> - <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> 50 <SEP> g
<tb> 3 <SEP> 1 <SEP> mica, <SEP> 20/0 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> <B>39g</B>
<tb> 3 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 2 <SEP> l <SEP> mm <SEP> 13g
<tb> 4 <SEP> 1 <SEP> talc, <SEP> 20/0 <SEP> - <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> <B>37g</B>
<tb> 4 <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 2 <SEP> 1 <SEP> mm <SEP> 15 <SEP> g Au cours des essais ci-dessus, on a utilisé la frac tion des cendres volantes passée au tamis de 44 microns.
On constate que les compositions extinctrices ayant subi, selon l'invention, l'addition d'une certaine quantité de cendres volantes, .laissent des résidus net tement inférieurs aux autres compositions connues et présentent donc une mobilité et une aptitude à la projection nettement plus grandes. D'autre part, coin- parées à d'autres additifs connus pour améliorer le comportement des poudres extinctrices, les cendres volantes s'avèrent nettement supérieures.
<I>Exemple 2:</I> Les expériences suivantes ont pour but de déter miner la facilité avec laquelle différentes poudres sont sujettes à la prise en masse ou au mottage sous pression.
Selon la technique d'examen utilisée, la poudre préalablement désaérée, est comprimée dans un moule cylindrique de 30 mm de diamètre, à diffé rentes pressions. Les éprouvettes éventuellement ob tenues sont soumises à un essai de résistance à l'abra sion dont le résultat s'exprime sous la forme du poids de résidu restant sur un tamis de 2 mm d'ou verture de maille, soumis à 500 secousses par mi nute pendant 5 minutes. Pour les poudres qui ne fournissent pas d'éprouvette cohérente, on a noté conventionellement un résidu nul.
EMI0003.0016
<B>Résidu <SEP> sur <SEP> tamis <SEP> de <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> (g/kg <SEP> de</B>
<tb> Formule <SEP> des <SEP> poudres <SEP> poudre) <SEP> pour <SEP> des <SEP> efforts <SEP> de <SEP> com <B>pression <SEP> de <SEP> x <SEP> kg/cmE.</B>
<tb> x=50 <SEP> x=75 <SEP> x=85 <SEP> x=95 <SEP> x=100
<tb> NaHC03 <SEP> 97%
<tb> Sel <SEP> d'ac. <SEP> gras <SEP> 1% <SEP> 0 <SEP> 375 <SEP> 512,5 <SEP> 582 <SEP> 100
<tb> Talc <SEP> 2%
<tb> NaHCOs <SEP> <B>98%</B>
<tb> Sel <SEP> d7ac. <SEP> gras <SEP> 10/0 <SEP> - <SEP> 0 <SEP> 75 <SEP> 375 <SEP> 173
<tb> Mica <SEP> 10/0
<tb> <B>NaHCO,;
</B> <SEP> 97 <SEP> %
<tb> Sel <SEP> d'ac. <SEP> gras <SEP> 1% <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Mica <SEP> 2%
<tb> NaHCO, <SEP> 98%
<tb> Sel <SEP> d'ac. <SEP> gras <SEP> 1% <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Cendres
<tb> volantes <SEP> ( <SEP> 44 <SEP> [. <SEP> 1%
<tb> NaHCO;
j <SEP> 97'04
<tb> Sel <SEP> d'ac. <SEP> gras <SEP> 1% <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Cendres
<tb> volantes <SEP> ( <SEP> 44 <SEP> [ <SEP> 2%
<tb> NaHCO, <SEP> 95%
<tb> Sel <SEP> d'ac. <SEP> gras <SEP> 1% <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Cendres
<tb> volantes <SEP> ( <SEP> 44 <SEP> g, <SEP> 4%
<tb> NaHCO, <SEP> 97%
<tb> Sel <SEP> d'ac. <SEP> gras <SEP> 10/0 <SEP> 0 <SEP> 15 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> Cendres
<tb> volantes <SEP> ( <SEP> 88 <SEP> g <SEP> 2%
<tb> NaHCO, <SEP> 97()/o
<tb> Sel <SEP> d'ac.
<SEP> gras <SEP> 1% <SEP> 0 <SEP> 15 <SEP> 50 <SEP> 100 <SEP> 0
<tb> Cendres
<tb> volantes <SEP> ( <SEP> 177 <SEP> [, <SEP> 2% Les meilleures poudres étant celles qui ne se lais sent pastiller qu'à partir d'une pression élevée ou dans un intervalle étroit de pression, ou celles qui laissent les résidus les plus faibles sur le tamis, on constate que les poudres traitées selon l'invention sont parti culièrement bonnes. Parmi celles-ci,
cilles qui ont subi l'addition des cendres volantes les plus fines sont les meilleures.
Quoique des proportions inférieures aient une in- fluence sensible, il semble qu'une efficacité maximum soit atteinte pour une addition de 1 à 2 % environ de la fraction de cendres volantes passée au tamis de 44 microns.
<I>Exemple 3:</I> La prise en masse du chlorure de sodium est étudiée selon une technique qui consiste à mouiller le sel avec 2 % d'eau, former des éprouvettes cylin- driques de sel humide, sécher ces éprouvettes à l'étuve à 1100 C pendant 24 heures, soumettre ces éprouvettes à des essais de pénétrabilité, de résis tance à l'écrasement et de résistance à l'abrasion.
EMI0003.0055
Echantillon <SEP> Abrasion-Résidu <SEP> Résistance <SEP> à <SEP> Pénétra sur <SEP> tamis <SEP> 2 <SEP> mm <SEP> l'écrasement <SEP> bilitb
<tb> NaCI <SEP> tel <SEP> quel <SEP> 50% <SEP> 28 <SEP> kg <SEP> 4 <SEP> mm
<tb> <B>NaCl</B> <SEP> + <SEP> 5 <SEP> % <SEP> de
<tb> cendres <SEP> volantes <SEP> 37% <SEP> - <SEP> NaCl-I-10 <SEP> % <SEP> de
<tb> cendres <SEP> volantes <SEP> <B><I>15010</I></B> <SEP> 13 <SEP> kg <SEP> 6 <SEP> mm La diminution de la résistance à l'abrasion et à l'écrasement et l'augmentation de la pénétrabilité montrent que la tendance à la prise en masse diminue lorsqu'on ajoute au chlorure de sodium des cendres volantes.