WO2024161069A1 - Procédé de valorisation de boues grasses par extrusion - Google Patents

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Definitions

  • the invention falls within the field of the valorization of fatty sludge, also called oily sludge, such as rolling mill fatty sludge or rectification sludge.
  • fatty sludge comprising metal particles torn from the machined metal
  • rolling sludge comprising fine particles of oxide of the rolled metal, for example iron oxide in the case of rolling steel sheets, wires or profiles.
  • the cutting or rolling oil can be used pure, but most often, the oil is mixed with water to form emulsions or microemulsions. In this second case, the oil contents vary greatly.
  • Another type of recycling of fatty sludge consists of combining fatty sludge with other fine materials.
  • rolling mill sludge can be mixed with iron ore and the resulting sinter can be loaded into the blast furnace. It has nevertheless been shown that the presence of oil was responsible for the formation of polluting components, such as dioxins, in the fumes of the city.
  • Another known agglomeration method consists of mixing the fatty sludge with lime and carrying out heat treatment in a multi-stage furnace of the mixture to produce oil-free iron ore. This solution is advantageous from an environmental point of view but expensive due to the treatment step in a melting furnace.
  • the Densadeg® lamellar decantation process from the SUEZ group is a separation process using a coagulation step which causes the colloidal particles to agglomerate, followed by a flocculation step and finally a clarification step. by decantation making it possible to recover the clarified water separated from the residual sludge at the bottom of the decanter.
  • this process does not provide for the subsequent treatment of the residual sludge.
  • the invention therefore aims to propose a process for efficiently collecting fatty sludge applicable to fatty sludge from rectification and rolling, free from mixing with other fine materials to ensure the production of an agglomerate with good mechanical strength which can be subsequently stored and handled before being loaded into a melting furnace.
  • the invention aims at a process for valorizing fatty sludge comprising at least the steps of: preparation of a residual fatty sludge comprising less than 10% by weight of oil and less than 15% by weight of water , this step being implemented if the fatty sludge to be treated has at least 10% by mass of oil and/or at least 15% by mass of water, mixture of fatty sludge comprising less than 10% by mass of oil and less than 15% by mass of water or residual fatty sludge obtained in the previous step with water which is added in a proportion between 3 and 20% by mass and with at least one organic binder which is added in a lower proportion at 15% by weight, agglomeration of the mixture obtained in the previous step by an extrusion operation, and obtaining an agglomerated extradate, said process being devoid of any addition of mineral compound during the mixing stage.
  • the organic binder is a polymer. when the organic binder is the only binder used, it is either polyacrylamide in a proportion less than 2% by weight, or polysaccharide type in a proportion less than 15% by weight, preferably around 10% by weight.
  • the organic binder is of the polyacrylamide type in a proportion of less than 2% by weight, and a second binder is also added to the mixing step which is either organic in a proportion of between 3 and 10% by weight.
  • the second organic binder is of the polysaccharide type.
  • the fatty sludge is rolling sludge, and the step of preparing a residual fatty sludge is carried out by a water extraction process comprising at least steps of flocculation and thickening of the sludge.
  • the fatty sludge is rectification sludge, and in that the step of preparing a residual fatty sludge is carried out by a mechanical oil extraction process. Oil extraction is carried out by spinning.
  • the process of the invention presents three essential stages, the preparation of the sludge, the mixing with at least one organic binder, without using a mineral binder, and the operation of extruding the mixture.
  • the first step is a preparation of the fatty sludge to produce a residual fatty sludge with controlled proportions of water and oil respectively. It has been identified that controlling the proportions of water and oil in the sludge makes it possible to manufacture agglomerates with good mechanical strength by extrusion.
  • This preparation step makes it possible to apply the process of the invention to any type of fatty sludge, containing or not water, and of variable oil content.
  • the process of the invention also applies to any type of metallic fraction since the only parameters to be controlled are the water and oil content.
  • the residual sludge must contain less than 10% by weight of oil, preferably less than 5% by weight of oil, and less than 15% by weight of water, preferably less than 10%.
  • These thresholds constitute an optimum in the sense that they can be obtained with reasonable efforts during the de-oiling stage (spinning or decantation), and reasonable expenditure of energy and binder(s) during the agglomeration stage. by extrusion.
  • fatty sludge in particular fatty rolling sludge, containing at least 50% by weight of water
  • lowering the mass water content to less than 5% may require settling times of 3 to 6 weeks and thus implying enormous basin capacities.
  • the preparation of the residual sludge can be carried out by flocculation as known from the state of the art. For example, provision is made for the addition of a polymer-type flocculant at a level of approximately 0.5% by mass and the sludge is subjected to decantation in a basin whose bottom includes a sieve whose meshes are of the order of 0.3 millimeters. After one to two weeks, a residual sludge comprising between 5 and 15% by mass of water and between 2 and 6% by mass of oil is obtained.
  • the preparation of a residual sludge can be carried out by extraction of oil by spinning.
  • the advantage of a mechanical type preparation is that it does not involve the addition of additional components to the fatty sludge.
  • Oil-emulsion fatty sludge typically has between 10% and 50% by weight of iron oxide metal fraction, between 1% and 5% by weight of oil and between 45% and 85% by weight of water. .
  • Whole oil fatty sludge typically presents between 10% and 50% by weight of metal fraction and between 50% and 90%% by weight of oil.
  • Spinning can be carried out with a wringer known to the state of the art whose mesh of the spin basket is 123 micrometers.
  • the centrifugal effect is set at a value between 300 and 400, preferably 380, for example for a rotation speed of 1500 rpm.
  • the duration of the spin is between 5 and 15 minutes, preferably 10 minutes.
  • Table 1 illustrates the % by mass for the solid part and for the liquid part at the spin outlet, under these conditions, of three whole oil grinding sludges which are the most difficult to spin.
  • the residual sludge obtained has an oil content of at most 5% by mass.
  • the first step of preparing the fatty sludge to produce a residual fatty sludge with controlled proportions of water and oil respectively thus applies to fatty rolling sludge but also to fatty rectification sludge.
  • the fatty sludge to be treated already contains less than 10% by weight of oil and less than 15% by weight of water, it is not necessary to carry out this first step, this scenario being very exceptional.
  • the second essential step of the invention is the mixing, before extrusion, of the residual sludge thus obtained with water and an organic binder.
  • This step involves preparing the residual sludge for the extrusion step to obtain agglomerate briquettes with suitable mechanical strength. To do this, he It was discovered that mixing the residual sludge with water which is added in a proportion of between 3 and 20% by weight and with at least one organic binder which is added in a proportion less than 15% by weight made it possible to obtain, after extrusion, an agglomerate with the targeted characteristics.
  • the polymer binder is preferably polyacrylamide which is added in a proportion of less than 2% by weight, preferably 1% by weight. It was discovered in the context of the invention that polyacrylamide allows, unlike other types of organic binder, to be used in small proportions, thus reducing the associated costs.
  • a single polyacrylamide binder is used in the proportions previously defined. This is advantageously the case when the particle size is large, of the Gaussian curve type, extending from 20 to 100 microns or from 30 to 150 microns.
  • a second organic binder is added to the mixture, preferably of the polysaccharide type, for example starch, in a proportion of between 3 and 10% by weight and in the case of starch, of 5% preference.
  • a single organic binder of polysaccharide type for example starch
  • a proportion less than 15%, for example approximately 10% it may be advantageous from an economic point of view or to optimize production efficiency, to use a single organic binder of polysaccharide type instead of two organic binders as described previously.
  • the mass contents previously indicated are expressed relative to the total mass of the residual sludge.
  • no binder or mineral type compound is added to the mixture before extrusion. This advantageously makes it possible to avoid increasing the quantity of slag and thus reducing the metal yield during the treatment of the extrudate in a melting furnace.
  • the mixing of the residual sludge, the water and the binder(s) is carried out by energetic mixing, that is to say mixing involving a mixing effort greater than that which is conventionally applied to mix two Or three materials, including a liquid, between them.
  • energetic mixing that is to say mixing involving a mixing effort greater than that which is conventionally applied to mix two Or three materials, including a liquid, between them.
  • a standard mixture is obtained for a mixing time of 5 min, with a rotation speed of the order of 200 rpm.
  • a more vigorous mixing in the context of the invention consists of applying a mixing time greater than 5 min and up to 10 min, with a rotation speed of around 500 rpm.
  • the third essential step of the process of the invention is carrying out an extrusion operation of the residual sludge obtained at the end of the aforementioned mixture.
  • the extrusion technique is known from the state of the art. In the context of the invention, this technique involves producing an agglomerate capable of being subsequently loaded into a melting furnace.
  • the extrusion press may include one or more outlet orifices and preferably operates at pressures between 1 and 10 Bar.
  • a slight vacuum may be applied at the outlet in order to eliminate bubbles and surface porosities which may in certain cases be detrimental to the strength of the extrudate.
  • the use of high upstream pressures and a vacuum at the outlet is preferably controlled because they increase the energy consumption of the operation.
  • the tests carried out at the exit of the extruder are mechanical strength tests.
  • the extrudate must first of all withstand a drop of 2 meters when hot at the exit of the extrusion press without breaking and without significant deformation.
  • the extrudate must also show mechanical strength when cold 7 days after its extrusion. These tests consist more particularly of carrying out three successive drops of 3 meters without producing more than 5% of fines less than 5 millimeters.
  • compression tests are also carried out 7 days after extrusion to verify that the resistance at 7 days is greater than 5 kgf/cm, that the resistance at 14 days is greater than 15 kgf/cm and that the resistance after 30 days is greater than 15 kgf/cm.
  • Hot and cold drop tests are those that ensure storage, transportation and loading into a melting furnace.
  • the residual sludge is prepared by spinning off whole oil rectification sludge of the FeWCo and FeCr type according to the data presented in Table 1.
  • the FeWCo type residual sludge is mixed vigorously with 1.3% by weight of polyacrylamide, 3.4% by weight of starch and 10.6% of water.
  • the extruder has a single outlet orifice with a diameter of 20 millimeters.
  • the extrusion pressure applied is 3 Bars and no outlet depression was necessary.
  • the FeCr type residual sludge is vigorously mixed with 0.6% by weight of polyacrylamide binder and 1.9% by weight of water.
  • the extruder has a single outlet orifice with a diameter of 20 millimeters.
  • the extrusion pressure applied upstream of the press is 7 Bars and a vacuum is applied at the outlet.
  • a single polymer binder is used in a very small proportion, which in return requires extrusion at a higher pressure and the application of a vacuum at the outlet.
  • the agglomerates obtained in both cases were subjected to hot and cold drop tests as explained previously.
  • the agglomerate briquettes are intact after three successive drops of 3 meters at the exit of the extrusion press.
  • less than 5% of fines less than 5 millimeters came from three successive falls at 3 meters 7 days after extrusion.
  • the process of the invention makes it possible to manufacture agglomerates from fatty rolling mill and grinding sludge which have the necessary characteristics to be able to be stored, transported and processed. be loaded into a melting furnace.

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Abstract

L'invention porte principalement sur un procédé de valorisation de boues grasses comprenant au moins les étapes de : préparation d'une boue grasse résiduelle comportant moins de 10% massique d'huile et moins de 15% massique d'eau, cette étape étant mise en œuvre si les boues grasses à traiter présentent au moins 10% massique d'huile et/ou au moins 15% massique d'eau, mélange des boues grasses comportant moins de 10% massique d'huile et moins de 15% massique d'eau ou de la boue grasse résiduelle obtenue à l'étape précédente avec de l'eau qui est ajoutée dans une proportion comprise entre 3 et 20% massique et avec au moins un liant organique qui est ajouté dans une proportion inférieure à 15% massique, agglomération du mélange obtenu à l'étape précédente par une opération d'extrusion, et obtention d'un extrudat, le dit procédé étant dépourvu de tout ajout de composé minéral lors de l'étape de mélange.

Description

DESCRIPTION
Titre : Procédé de valorisation de boues grasses par extrusion
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] L’invention s’inscrit dans le domaine de la valorisation des boues grasses encore dénommées boues huileuses telles que les boues grasses de laminoir ou les boues de rectification.
ART ANTERIEUR ET INCONVENIENTS DE L’ART ANTERIEUR
[0002] On distingue principalement deux types de boues grasses : les boues de rectification des machines-outils comportant des particules métalliques arrachées au métal usiné, et les boues de laminage comportant de fines particules d’oxyde du métal laminé, par exemple de l’oxyde de fer dans le cas du laminage des tôles, des fils ou des profilés en acier.
[0003] Pour ces deux types de boues grasses, l’huile de coupe ou de laminage peut être utilisé pure, mais le plus souvent, l’huile est mélangée avec de l’eau pour former des émulsions ou des microémulsions. Dans ce second cas, les teneurs en huile sont très variables.
[0004] Une grande partie de boues grasses de rectification et de laminage sont déposées dans des centres d’enfouissement protégés ou sont incinérées.
[0005] On connaît néanmoins plusieurs procédés de recyclage de ces boues grasses.
[0006] En premier lieu, il est connu de valoriser directement les boues grasses en l’état par injection dans un four d’élaboration du métal contenu dans les boues. L’huile est alors gazéifiée et/ou brûlée et le métal est récupéré dans le métal produit. La récupération du métal peut néanmoins être seulement partielle. Ce recyclage a été appliqué dès les années 1980 lors du développement des injections de combustibles auxiliaires aux tuyères des haut-fourneaux en substitution partielle au coke. Les boues grasses de laminoir sont injectées en même temps que le mélange combustible/huile. Il s’agit dans ce cas du recyclage interne à une usine intégrée d’un déchet qui est produit en aval de l’usine dans les laminoirs. Cependant, si la fraction huileuse est parfaitement brûlée dans les zones du haut-fourneau à températures très élevées supérieures à 1800°C, le recyclage de la fraction métallique n’est pas très efficace et l’on retrouve dans les poussières de filtration des particules fines contenues dans les boues de laminage. En outre, il n’est pas possible d’appliquer ce type de recyclage aux boues de rectification, de meulage ou de laminage d’aciers alliés ou spéciaux dont les métaux d’alliage peuvent ne pas être pas tolérés dans le haut fourneau d’élaboration de fonte standard.
[0007] Un autre type de recyclage des boues grasses consiste à combiner les boues grasses à d’autres matières fines. A titre d’exemple, les boues de laminoir peuvent être mélangées avec du minerai de fer et l’aggloméré obtenu peut être chargé dans le haut fourneau. Il a néanmoins été démontré que la présence d’huile était responsable de la formation de composant polluants, comme les dioxines, dans les fumées de l’agglomération.
[0008] Ces vingt dernières années, d’autres méthodes d’agglomération se sont développées. On cite par exemple l’association de boues grasses à des poussières d’aciérie pour former des briquettes de bonne tenue capable d’être stockées, manipulées et chargées dans des fours d’aciérie. On cite également la publication US5885328 qui décrit le mélange de boues grasses avec deux déchets d’aciérie, l’un non huileux et l’autre huileux. Ces techniques de recyclage ne sont néanmoins pas applicables au recyclage à petite ou moyenne échelle des boues de rectification ou de laminage spécialisés, par exemple contenant une fraction métallique pure (du fer par exemple) ou un alliage dont le recyclage doit être effectué sans mélange à d’autres déchets. Une autre méthode d’agglomération connue consiste à mélanger les boues grasses à de la chaux et à réaliser un traitement thermique en four à étages du mélange pour fabriquer du minerai de fer exempt d’huile. Cette solution est avantageuse d’un point de vue environnemental mais coûteuse de part l’étape de traitement dans un four de fusion.
[0009] En parallèle à ces procédés de valorisation des boues grasses, des procédés d’extraction de l’huile contenue dans les boues grasses se sont développés. A titre d’exemple, le procédé décrit dans la publication FR3006600 prévoit de fluxer les boues grasses avec un solvant hydrocarboné non miscible à l’eau et de réaliser une mise en contact de la phase boueuse solvantée avec une phase aqueuse avant de procéder à une centrifugation. Néanmoins, l’utilisation de solvants ou de détergents rend la mise en forme de la boue résiduelle obtenue plus difficile et plus coûteuse pour obtenir un aggloméré présentant une bonne tenue mécanique, manipulable et transportable sans pertes de fines. Or la récupération des particules métalliques dans un four de fusion nécessite que l’aggloméré ne se désintègre pas avant d’avoir pénétré dans le bain en fusion.
[0010] On connaît enfin des procédés d’extraction de l’eau contenue en proportion élevée dans les boues grasses, comme c’est le cas pour les boues de laminage. A titre d’exemple, le procédé de décantation lamellaire Densadeg® du groupe SUEZ est un procédé de séparation mettant en œuvre une étape de coagulation qui provoque l’agglomération des particules colloïdales, suivie d’une étape de flocculation et enfin une étape de clarification par décantation permettant de récupérer l’eau clarifiée séparée de la boue résiduelle au fond de décanteur. Ce procédé ne prévoit néanmoins pas le traitement subséquent de la boue résiduelle.
[0011] Il existe donc un besoin en matière de valorisation des boues grasses de laminage et de rectification s’appliquant aux boues grasses quel que soit leur proportion relative en eau et en huile, quel que soit également la nature de la fraction métallique, et dont le procédé associé soit simple à mettre en œuvre et peu coûteux.
OBJECTIF DE L’INVENTION
[0012] L’invention vise donc à proposer un procédé de valorisation de boues grasses applicable aux boues grasses de rectification et de laminage, exempt de mélange avec d’autres matières fines pour assurer la réalisation d’un aggloméré de bonne tenue mécanique pouvant être ultérieurement stocké et manipulé avant d’être chargé dans un four de fusion.
EXPOSE DE L’INVENTION
[0013] À cet effet, l’invention vise un procédé de valorisation de boues grasses comprenant au moins les étapes de : préparation d’une boue grasse résiduelle comportant moins de 10% massique d’huile et moins de 15% massique d’eau, cette étape étant mise en œuvre si les boues grasses à traiter présentent au moins 10% massique d’huile et/ou au moins 15% massique d’eau, mélange des boues grasses comportant moins de 10% massique d’huile et moins de 15% massique d’eau ou de la boue grasse résiduelle obtenue à l’étape précédente avec de l’eau qui est ajoutée dans une proportion comprise entre 3 et 20% massique et avec au moins un liant organique qui est ajouté dans une proportion inférieure à 15% massique, agglomération du mélange obtenu à l’étape précédente par une opération d’extrusion, et obtention d’un extradât aggloméré, le dit procédé étant dépourvu de tout ajout de composé minéral lors de l’étape de mélange.
[0014] Le procédé de l’invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : le liant organique est un polymère. lorsque le liant organique est l’unique liant utilisé, il est soit du polyacrylamide dans une proportion inférieure à 2% massique, soit de type polysaccharide dans une proportion inférieure à 15% massique, de préférence d’environ 10% massique. le liant organique est de type polyacrylamide dans une proportion inférieure à 2% massique, et il est en outre ajouté à l’étape de mélange un second liant qui est soit organique dans une proportion comprise entre 3 et 10% massique. le second liant organique est de type polysaccharide. les boues grasses sont des boues de laminage, et l’étape de préparation d’une boue grasse résiduelle est mise en œuvre par un procédé d’extraction d’eau comprenant au moins des étapes de floculation et d’épaississement des boues. les boues grasses sont des boues de rectification, et en ce que l’étape de préparation d’une boue grasse résiduelle est mise en œuvre par un procédé mécanique d’extraction d’huile. l’extraction d’huile est réalisée par essorage.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION
[0015] Le procédé de l’invention présente trois étapes essentielles, la préparation des boues, le mélange avec au moins un liant organique, sans utiliser de liant minéral, et l’opération d’extrusion du mélange.
[0016] La première étape est une préparation des boues grasses pour réaliser une boue grasse résiduelle à proportions contrôlées respectivement en eau et en huile. Il a été identifié que le contrôle des proportions en eau et en huile dans les boues permet de fabriquer des agglomérés de bonne tenue mécanique par extrusion. Cette étape de préparation permet de pouvoir appliquer le procédé de l’invention à tout type de boues grasses, contenant ou non de l’eau, et de teneur variable en huile. Le procédé de l’invention s’applique également à toute nature de fraction métallique puisque les seuls paramètres à contrôler sont la teneur en eau et en huile.
[0017] Il a été déterminé dans le cadre de l’invention que la boue résiduelle doit contenir moins de 10% massique d’huile, de préférence moins de 5% massique d’huile, et moins de 15% massique d’eau, de préférence moins de 10%. Ces seuils constituent un optimum au sens où ils peuvent être obtenus avec des efforts raisonnables lors de l’étape de déshuilage (essorage ou décantation), et des dépenses raisonnables d’énergie et de liant(s) lors de l’étape d’agglomération par extrusion.
[0018] Dans le cas des boues grasses, notamment les boues grasses de laminage, contenant au moins 50% massique d’eau, abaisser la teneur massique en eau à moins de 5% peut nécessiter des durées de décantation de 3 à 6 semaines et impliquer ainsi des capacités de bassins énormes.
[0019] Partant de boues grasses de laminage qui présentent typiquement entre 30 et 40% massique de fraction métallique d’oxyde de fer, entre 1 et 3% massique d’huile et environ 50% massique d’eau, la préparation de la boue résiduelle peut être réalisée par floculation tel que connu de l’état de l’art. A titre d’exemple, on prévoit l’ajout d’un floculant de type polymère à hauteur d’environ 0,5% massique et les boues sont soumises à décantation dans un bassin dont le fond comporte un tamis dont les mailles sont de l’ordre de 0,3 millimètres. Au bout de une à deux semaines, on obtient une boue résiduelle comportant entre 5 et 15% massique d’eau et entre 2 et 6% massique d’huile.
[0020] Partant de boues grasses de rectification, la préparation d’une boue résiduelle peut être réalisée par extraction d’huile par essorage. L’avantage d’une préparation de type mécanique est qu’elle n’implique pas l’ajout de composants supplémentaires aux boues grasses.
[0021 ] Les boues grasses à émulsion d’huile présentent typiquement entre 10% et 50% massique de fraction métallique d’oxyde de fer, entre 1 % et 5% massique d’huile et entre 45% et 85% massique d’eau. Les boues grasses à huile entière présentent quant à elles typiquement entre 10% et 50% massique de fraction métallique et entre 50% et 90% % massique d’huile.
[0022] L’essorage peut être réalisé avec une essoreuse connue de l’état de l’art dont la maille du panier d’essorage est de 123 micromètres. L’effet centrifuge est fixé à une valeur comprise entre 300 et 400, de préférence de 380, par exemple pour une vitesse de rotation de 1500 tour/min. La durée de l’essorage est comprise entre 5 et 15 minutes, de préférence de 10 minutes.
[0023] On obtient, pour des boues grasses à émulsion d’huile, une boue résiduelle comportant entre 90 et 95% de métal, entre 0,1 et 0,5% d’huile et entre 5 et 10% d’eau. Pour des boues grasses à huile entière, on obtient entre une boue résiduelle comportant entre 90 et 95% de métal et entre 5 et 10% d’huile.
[0024] Le Tableau 1 ci-dessous illustre les % en masse pour la partie solide et pour la partie liquide en sortie d’essorage, dans ces conditions, de trois boues de rectification à huile entière qui sont les plus difficiles à essorer.
Figure imgf000007_0001
Tableau 1 : Essorage de trois boues de rectification à huile entière
[0025] On constate que la boue résiduelle obtenue présente une teneur en huile au plus de 5% massique.
[0026] La première étape de préparation des boues grasses pour réaliser une boue grasse résiduelle à proportions contrôlées respectivement en eau et en huile s’applique ainsi aux boues grasses de laminage mais également aux boues grasses de rectification. Bien entendu, dans l’hypothèse où les boues grasses à traiter comportent déjà moins de 10% massique d’huile et moins de 15% massique d’eau, il n’est pas nécessaire de réaliser cette première étape, ce cas de figure étant très exceptionnel.
[0027] La deuxième étape essentielle de l’invention est le mélange, avant extrusion, de la boue résiduelle ainsi obtenue avec de l’eau et un liant organique. Il s’agit dans cette étape de préparer la boue résiduelle à l’étape d’extrusion pour l’obtention de briquette d’aggloméré de tenue mécanique adaptée. Pour ce faire, il a été découvert que le mélange de la boue résiduelle avec de l’eau qui est ajoutée dans une proportion comprise entre 3 et 20% massique et avec au moins un liant organique qui est ajouté dans une proportion inférieure à 15% massique permettait d’obtenir, après extrusion, un aggloméré aux caractéristiques visées.
[0028] Le liant polymère est de préférence du polyacrylamide qui est ajouté dans une proportion inférieure à 2% massique, de préférence de 1 % massique. Il a été découvert dans le cadre de l’invention que le polyacrylamide permet, contrairement à d’autres types de liant organique, d’être utilisé en faible proportion en réduisant ainsi les coûts associés.
[0029] Selon un aspect de l’invention, un unique liant polyacrylamide est utilisé dans les proportions précédemment définies. C’est avantageusement le cas lorsque la granulométrie est large du type courbe de Gauss s’étendant de 20 à 100 microns ou de 30 à 150 microns.
[0030] Selon un autre aspect de l’invention, lorsque la granulométrie est pointue, c’est-à-dire qu’une proportion importante, par exemple entre 70% et 80% des particules sont de fine taille, par exemple de diamètre moyen inférieur à 20 ou 30 microns, on ajoute au mélange un second liant organique, de préférence de type polysaccharide, par exemple de l’amidon, dans une proportion comprise entre 3 et 10% massique et dans le cas de l’amidon, de préférence de 5%.
[0031] Selon un dernier aspect de l’invention, il est possible d’utiliser un unique liant organique de type polysaccharide, par exemple de l’amidon, dans une proportion inférieure à 15%, par exemple d’environ 10%. Dans certains cas, il peut être avantageux d’un point vue économique ou pour optimiser l’efficacité de production, d’utiliser un unique liant organique de type polysaccharide au lieu et place de deux liants organiques comme décrit précédemment.
[0032] Les teneurs massiques précédemment indiquées sont exprimées par rapport à la masse totale de la boue résiduelle.
[0033] Selon l’invention, aucun liant ou composé de type minéral n’est ajouté au mélange avant extrusion. Cela permet avantageusement d’éviter d’augmenter la quantité de laitier et ainsi de réduire le rendement métal lors du traitement de l’extrudat dans un four à fusion.
[0034] Le mélange de la boue résiduelle, de l’eau et du ou des liants est réalisé par un malaxage énergique, c’est-à-dire un brassage impliquant un effort de mélangeage supérieur à ce qui est appliqué classiquement pour mélanger deux ou trois matières, dont un liquide, entre elles. Pour la famille de mélangeurs à pales, et de plus pour les modes de pales décentrées par rapport à l’axe du récipient, un mélange standard est obtenu pour une durée de mélange de 5 min, avec une vitesse de rotation de l’ordre de 200 tours/min. A titre d’exemple, un mélange plus énergique dans le cadre de l’invention consiste à appliquer un temps de mélange supérieur à 5 min et jusqu’à 10 min, avec une vitesse de rotation de l’ordre de 500 tours/min.
[0035] La troisième étape essentielle du procédé de l’invention est la réalisation d’une opération d’extrusion de la boue résiduelle obtenue à l’issue du mélange susmentionné.
[0036] La technique d’extrusion est connue de l’état de l’art. Dans le cadre de l’invention, il s’agit, par cette technique, de réaliser un aggloméré apte à être ultérieurement chargé dans un four de fusion. La presse à extruder peut comporter un ou plusieurs orifices de sortie et fonctionne de préférence à des pressions comprises entre 1 et 10 Bar. Optionnellement, une légère dépression peut être appliquée en sortie afin de supprimer les bulles et porosités en surface qui peuvent être dans certains cas pénalisantes pour la tenue de l’extrudat. L’utilisation de pressions élevées en amont et d’une dépression en sortie est de préférence contrôlée car elles accroissent la consommation d’énergie de l’opération.
[0037] Les tests réalisés à la sortie de l’extrudeuse sont des tests de tenue mécanique. L’extrudat doit en premier lieu résister à chaud en sortie de la presse à extruder à au moins une chute de 2 mètres sans se casser et sans déformation importante. L’extrudat doit par ailleurs également montrer une tenue mécanique à froid 7 jours après son extrusion. Ces tests consistent plus particulièrement à réaliser trois chutes successives de 3 mètres sans produire plus de 5% de fines de moins de 5 millimètres. Optionnellement, on réalise des tests de compression également 7 jours après l’extrusion pour vérifier que la résistance à 7 jours est supérieure à 5 kgf/cm, que la résistance à 14 jours est supérieure à 15 kgf/cm et que la résistance après 30 jours est supérieure à 15 kgf/cm. Les tests de chute à chaud et à froid sont ceux qui permettent de garantir le stockage, le transport et le chargement dans un four de fusion.
[0038] Exemple 1
[0039] Dans cet exemple de réalisation, les boues résiduelles sont préparées par essorage de boues de rectification à huile entière de type FeWCo et FeCr selon les données présentées sur le Tableau 1 . [0040] La boue résiduelle de type FeWCo est mélangée énergiquement à 1 ,3% massique de polyacrylamide, 3,4% massique d’amidon et 10,6% d’eau. L’extrudeuse comporte un orifice unique de sortie de diamètre 20 millimètres. La pression d’extrusion appliquée est de 3 Bars et aucune dépression en sortie n’a été nécessaire. [0041] La boue résiduelle de type FeCr est mélangée énergiquement à 0,6% massique de liant polyacrylamide et 1 ,9% massique d’eau. L’extrudeuse comporte un orifice unique de sortie de diamètre 20 millimètres. La pression d’extrusion appliquée en amont de la presse est de 7 Bars et une dépression est appliquée en sortie. Pour cet exemple, un liant polymère unique est utilisé en proportion très faible ce qui nécessite en contrepartie une extrusion à une pression plus élevée et à l’application d’une dépression en sortie.
[0042] Les agglomérés obtenus dans les deux cas ont fait l’objet des tests de chute à chaud et à froid tels qu’explicités précédemment. Pour les deux boues grasses testées, les briquettes d’aggloméré sont intactes après trois chutes successives de 3 mètres en sortie de presse à extruder. Et pour les deux boues grasses testées, moins de 5% de fines de moins de 5 millimètres sont issues de trois chutes successives à 3 mètres 7 jours après l’extrusion.
[0043] Il en résulte que le procédé de l’invention permet de fabriquer des agglomérés à partir de boues grasses de laminoir et de rectification qui présentent les caractéristiques nécessaires pour pouvoir faire l’objet d’un stockage, d’un transport et d’être chargées dans un four à fusion.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de valorisation de boues grasses comprenant au moins les étapes de : préparation d’une boue grasse résiduelle comportant moins de 10% massique d’huile et moins de 15% massique d’eau, cette étape étant mise en œuvre si les boues grasses à traiter présentent au moins 10% massique d’huile et/ou au moins 15% massique d’eau, mélange des boues grasses comportant moins de 10% massique d’huile et moins de 15% massique d’eau ou de la boue grasse résiduelle obtenue à l’étape précédente avec de l’eau qui est ajoutée dans une proportion comprise entre 3 et 20% massique et avec au moins un liant organique qui est ajouté dans une proportion inférieure à 15% massique, agglomération du mélange obtenu à l’étape précédente par une opération d’extrusion, et obtention d’un extrudat, le dit procédé étant dépourvu de tout ajout de composé minéral lors de l’étape de mélange.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisée en ce que le liant organique est un polymère.
3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le liant organique est l’unique liant utilisé et qu’il est soit du polyacrylamide dans une proportion inférieure à 2% massique, soit de type polysaccharide dans une proportion inférieure à 15% massique, de préférence d’environ 10% massique.
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le liant organique est de type polyacrylamide dans une proportion inférieure à 2% massique, et qu’il est en outre ajouté à l’étape de mélange un second liant organique dans une proportion comprise entre 3 et 10% massique.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le second liant organique est de type polysaccharide.
6. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les boues grasses sont des boues de laminage, et en ce que l’étape de préparation d’une boue grasse résiduelle est mise en œuvre par un procédé d’extraction d’eau comprenant au moins des étapes de floculation et d’épaississement des boues.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les boues grasses sont des boues de rectification, et en ce que l’étape de préparation d’une boue grasse résiduelle est mise en œuvre par un procédé mécanique d’extraction d’huile.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l’extraction d’huile est réalisée par essorage.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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BE1007628A6 (fr) * 1993-10-25 1995-08-29 Centre Rech Metallurgique Procede de recyclage d'une boue riche en fer.
US5885328A (en) 1996-05-31 1999-03-23 Ltv Steel Company, Inc. Method of agglomerating oil-containing steel mill waste
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CN109385522A (zh) * 2018-12-18 2019-02-26 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种氧化铁皮渣球团及其制备方法和应用

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