WO2025146523A1 - Processing plant for obtaining expanded ore - Google Patents
Processing plant for obtaining expanded ore Download PDFInfo
- Publication number
- WO2025146523A1 WO2025146523A1 PCT/FR2024/051763 FR2024051763W WO2025146523A1 WO 2025146523 A1 WO2025146523 A1 WO 2025146523A1 FR 2024051763 W FR2024051763 W FR 2024051763W WO 2025146523 A1 WO2025146523 A1 WO 2025146523A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- ore
- expandable
- enclosure
- introduction
- burner
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/02—Treatment
- C04B20/04—Heat treatment
- C04B20/06—Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials
- C04B20/066—Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials in shaft or vertical furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
- F27B1/005—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces wherein no smelting of the charge occurs, e.g. calcining or sintering furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
- F27B15/006—Equipment for treating dispersed material falling under gravity with ascending gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B15/00—Fluidised-bed furnaces; Other furnaces using or treating finely-divided materials in dispersion
- F27B15/02—Details, accessories or equipment specially adapted for furnaces of these types
- F27B15/14—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
- F27D3/0033—Charging; Discharging; Manipulation of charge charging of particulate material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
- F27D99/0001—Heating elements or systems
- F27D99/0033—Heating elements or systems using burners
Definitions
- the present invention relates to the field of the production of expanded ores, and more particularly to the means used to obtain such expansion of the ores.
- perlite is a mineral of volcanic origin which is used, in its expanded form with a low density, in plasters and coatings.
- expanded perlite allows on the one hand a lightening of the final product, and on the other hand a gain in workability and workability.
- the ore is introduced in the form of fine powder into a specially designed furnace and heated to over 850°C.
- the expansion is almost instantaneous, transforming the ore in the form of fine powder into a material with low density and high insulating and lightweighting efficiency.
- the quality of expansion is not always satisfactory, particularly in terms of homogeneity concerning the size of the expanded ore grains. Indeed, if, upon its introduction into the furnace, the ore is exposed to a gas flow whose temperature and speed are heterogeneous within the furnace, the particles of the same size will not all be expanded in the same way and their size after expansion will then be variable. Similarly, if the ore introduced into the furnace has a large particle size dispersion, there will be differences in expansion within the same furnace; the small grains will thus be over-expanded while the large grains will be under-expanded.
- the present invention falls within this context by proposing equipment configured to achieve expansion of the ore grains in a homogeneous manner, so as to obtain an expanded ore meeting the requirements of both weight reduction and workability.
- the main subject of the present invention is therefore an installation for processing expandable ore, comprising a furnace comprising an enclosure configured for expansion of the expandable ore, a burner and a channeling member for a flame generated by the burner, the processing installation comprising at least one device for introducing the expandable ore opening into the enclosure, the channeling member being arranged between the enclosure and the burner.
- the expandable ore processing facility is configured to achieve homogeneous expansion of the expandable ore within the enclosure. “Expansion” means rapid evaporation of the water contained in the material, thereby increasing its volume.
- the expandable ore is, for example, perlite. Alternatively, the expandable ore is vermiculite or clay.
- the expandable ore processing facility comprises a furnace that extends primarily in a vertical direction substantially perpendicular to the ground on which the processing facility rests. In order to convey the expandable ore to the furnace, the processing facility has at least one device for introducing the expandable ore that opens into the enclosure.
- the furnace comprises successively, starting from the ground, a burner, a channeling member and an enclosure within which the expansion takes place.
- the burner is configured to generate a gas flow such as a flame which heats the expandable ore for its expansion.
- the channeling member makes it possible to place, within the processing installation, the burner at a distance from the furnace enclosure. For this purpose, it is interposed between these two elements.
- Such a distance between the burner and the furnace enclosure makes it possible to homogenize the gas flow, which allows a more homogeneous expansion of the expandable ore since within the enclosure each particle is exposed to a gas flow of approximately the same radial temperature and the same radial velocity.
- the channeling member is a tube whose length is greater than its width.
- the channeling member is a hollow tube configured to channel the gas flow from the burner within it.
- the tube is elongated and straight, i.e., free of bends that would disrupt the flow of the gas flow.
- the channeling member has a principal elongation direction substantially parallel to the vertical direction.
- the length of the channeling member is measured in a plane in which its principal elongation axis extends.
- the width of the channeling member corresponds to its largest dimension measured in a plane perpendicular to its principal elongation axis. In the case of a channeling member with a round cross-section, its principal elongation axis corresponds to its axis of revolution and its width corresponds to the diameter of the channeling member.
- the length of the channeling member is at least once the width of the furnace enclosure.
- the length of the pipe member determines a distance between the burner and the furnace enclosure. It makes it possible to determine by extension a homogeneity of the gas flow, such homogeneity being improved by moving the burner away from the furnace enclosure. This length is measured substantially perpendicular to the ground on which the treatment installation rests, that is to say in the vertical direction, while the width of the enclosure is measured in a plane perpendicular to the vertical direction.
- the length of the pipe member is for example greater than one times the width of the enclosure and preferably equal to five to six times this width, that is to say greater than one time (preferably five to six times) the diameter of the enclosure for a furnace with a round cross-section.
- a section of the furnace enclosure is substantially equivalent to a section of the channeling member.
- the section of the furnace enclosure and the section of the ducting member are the same within manufacturing tolerances.
- the burner is arranged at a distance from the furnace enclosure which corresponds to at least one time the width of the ducting member.
- the enclosure and the channeling member are surrounded by heat-insulating thermal protection.
- the first expandable ore introduction member and the second expandable ore introduction member open into the enclosure at different distances from the burner, these distances being measured along a main extension direction of the enclosure.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
DESCRIPTION DESCRIPTION
Titre : Installation de traitement pour l'obtention de minerai expansé Title: Processing plant for obtaining expanded ore
La présente invention concerne le domaine de la production des minerais expansés, et plus particulièrement les moyens mis en oeuvre pour obtenir une telle expansion des minerais. The present invention relates to the field of the production of expanded ores, and more particularly to the means used to obtain such expansion of the ores.
À titre d’exemple, la perlite est un minerai d’origine volcanique qui est notamment utilisé, sous sa forme expansée présentant une faible masse volumique, dans les plâtres et les enduits. Dans ces plâtres et enduits, la perlite expansée permet d’une part un allègement du produit final, et d’autre part un gain en ouvrabilité et en travaillabilité.For example, perlite is a mineral of volcanic origin which is used, in its expanded form with a low density, in plasters and coatings. In these plasters and coatings, expanded perlite allows on the one hand a lightening of the final product, and on the other hand a gain in workability and workability.
En vue de son expansion, le minerai est introduit sous forme de poudre fine dans un four prévu à cet effet et y est chauffé à plus de 850°C. L’expansion est quasi-instantanée, transformant le minerai sous forme de poudre fine en un matériau de faible masse volumique et ayant une grande efficacité isolante et allégeante. For expansion, the ore is introduced in the form of fine powder into a specially designed furnace and heated to over 850°C. The expansion is almost instantaneous, transforming the ore in the form of fine powder into a material with low density and high insulating and lightweighting efficiency.
Dans les fours de l’art antérieur, la qualité de l’expansion n’est pas toujours satisfaisante, notamment en termes d’homogénéité concernant la taille des grains de minerai expansé. En effet, si lors de son introduction dans le four, le minerai est exposé à un flux gazeux dont la température et la vitesse sont hétérogènes au sein du four, les particules de même taille ne seront pas toutes expansées de la même façon et leur taille après expansion sera alors variable. Similairement, si le minerai introduit dans le four présente une grande dispersion granulométrique, il y a aura au sein d’un même four des différences d’expansion ; les grains de petite taille seront ainsi sur-expansés tandis que les grains de grande taille seront sous-expansés. Or, des particules de minerai trop expansées, du fait de leur porosité ouverte, vont absorber plusieurs fois leur poids en eau et rendre le plâtre ou l’enduit difficile à travailler, et à l’inverse des particules sous-expansées ne permettent pas un allègement suffisant des plâtres et enduits dits allégés qui incorporent le minerai expansé. In the furnaces of the prior art, the quality of expansion is not always satisfactory, particularly in terms of homogeneity concerning the size of the expanded ore grains. Indeed, if, upon its introduction into the furnace, the ore is exposed to a gas flow whose temperature and speed are heterogeneous within the furnace, the particles of the same size will not all be expanded in the same way and their size after expansion will then be variable. Similarly, if the ore introduced into the furnace has a large particle size dispersion, there will be differences in expansion within the same furnace; the small grains will thus be over-expanded while the large grains will be under-expanded. However, over-expanded ore particles, due to their open porosity, will absorb several times their weight in water and make the plaster or coating difficult to work with, and conversely, under-expanded particles do not allow sufficient lightening of so-called lightweight plasters and coatings which incorporate expanded ore.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte en proposant un équipement configuré pour réaliser une expansion des grains de minerai de façon homogène, de sorte à obtenir un minerai expansé répondant aux exigences à la fois en matière d’allègement et en matière de travaillabilité. The present invention falls within this context by proposing equipment configured to achieve expansion of the ore grains in a homogeneous manner, so as to obtain an expanded ore meeting the requirements of both weight reduction and workability.
La présente invention a ainsi pour principal objet une installation de traitement de minerai expansible, comprenant un four comprenant une enceinte configurée pour une expansion du minerai expansible, un brûleur et un organe de canalisation d’une flamme générée par le brûleur, l’installation de traitement comprenant au moins un dispositif d’introduction du minerai expansible débouchant dans l’enceinte, l’organe de canalisation étant disposé entre l’enceinte et le brûleur. The main subject of the present invention is therefore an installation for processing expandable ore, comprising a furnace comprising an enclosure configured for expansion of the expandable ore, a burner and a channeling member for a flame generated by the burner, the processing installation comprising at least one device for introducing the expandable ore opening into the enclosure, the channeling member being arranged between the enclosure and the burner.
L’installation de traitement du minerai expansible selon l’invention est configurée pour réaliser une expansion homogène du minerai expansible au sein de l’enceinte. On entend par « expansion » une évaporation rapide de l’eau contenue dans le matériau, créant à cet effet une augmentation de son volume. Le minerai expansible est par exemple de la perlite. Alternativement, le minerai expansible est de la vermiculite ou encore de l’argile. L’installation de traitement de minerai expansible comprend un four qui s’étend principalement selon une direction verticale sensiblement perpendiculaire au sol sur lequel repose l’installation de traitement. Afin d’acheminer le minerai expansible jusqu’au four, l’installation de traitement présente au moins un dispositif d’introduction du minerai expansible qui débouche dans l’enceinte. The expandable ore processing facility according to the invention is configured to achieve homogeneous expansion of the expandable ore within the enclosure. “Expansion” means rapid evaporation of the water contained in the material, thereby increasing its volume. The expandable ore is, for example, perlite. Alternatively, the expandable ore is vermiculite or clay. The expandable ore processing facility comprises a furnace that extends primarily in a vertical direction substantially perpendicular to the ground on which the processing facility rests. In order to convey the expandable ore to the furnace, the processing facility has at least one device for introducing the expandable ore that opens into the enclosure.
Le four comprend successivement, en partant du sol, un brûleur, un organe de canalisation et une enceinte au sein de laquelle se déroule l’expansion. Le brûleur est configuré pour générer un flux gazeux tel qu’une flamme qui chauffe le minerai expansible en vue son expansion. L’organe de canalisation permet de disposer, au sein de l’installation de traitement, le brûleur à distance de l’enceinte du four. Il est à cet effet interposé entre ces deux éléments. Un tel éloignement entre le brûleur et l’enceinte du four permet d’homogénéiser le flux gazeux, ce qui permet une expansion plus homogène du minerai expansible puisqu’au sein de l’enceinte chaque particule est exposée à un flux gazeux approximativement de même température radiale et de même vitesse radiale.The furnace comprises successively, starting from the ground, a burner, a channeling member and an enclosure within which the expansion takes place. The burner is configured to generate a gas flow such as a flame which heats the expandable ore for its expansion. The channeling member makes it possible to place, within the processing installation, the burner at a distance from the furnace enclosure. For this purpose, it is interposed between these two elements. Such a distance between the burner and the furnace enclosure makes it possible to homogenize the gas flow, which allows a more homogeneous expansion of the expandable ore since within the enclosure each particle is exposed to a gas flow of approximately the same radial temperature and the same radial velocity.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’organe de canalisation est un tube dont une longueur est supérieure à sa largeur. L’organe de canalisation est un tube creux configuré pour canaliser en son sein le flux gazeux issu du brûleur. Le tube est allongé et droit, c'est-à-dire dépourvu de coudes qui perturberaient l’écoulement du flux gazeux. L’organe de canalisation présente une direction d’allongement principal sensiblement parallèle à la direction verticale. La longueur de l’organe de canalisation est mesurée dans un plan dans lequel s’étend son axe d’allongement principal. La largeur de l’organe de canalisation correspond à sa plus grande dimension mesurée dans un plan perpendiculaire à son axe d’allongement principal. En présence d’un organe de canalisation dont une coupe est ronde, son axe d’allongement principal correspond à son axe de révolution et sa largeur correspond au diamètre de l’organe de canalisation. According to an optional characteristic of the invention, the channeling member is a tube whose length is greater than its width. The channeling member is a hollow tube configured to channel the gas flow from the burner within it. The tube is elongated and straight, i.e., free of bends that would disrupt the flow of the gas flow. The channeling member has a principal elongation direction substantially parallel to the vertical direction. The length of the channeling member is measured in a plane in which its principal elongation axis extends. The width of the channeling member corresponds to its largest dimension measured in a plane perpendicular to its principal elongation axis. In the case of a channeling member with a round cross-section, its principal elongation axis corresponds to its axis of revolution and its width corresponds to the diameter of the channeling member.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, la longueur de l’organe de canalisation est d’au moins une fois la largeur de l’enceinte du four. According to an optional characteristic of the invention, the length of the channeling member is at least once the width of the furnace enclosure.
La longueur de l’organe de canalisation détermine une distance entre le brûleur et l’enceinte du four. Elle permet de déterminer par extension une homogénéité du flux gazeux, une telle homogénéité étant améliorée en éloignant le brûleur de l’enceinte du four. Cette longueur est mesurée sensiblement perpendiculairement au sol sur lequel repose l’installation de traitement, c'est-à-dire selon la direction verticale, tandis que la largeur de l’enceinte est mesurée dans un plan perpendiculaire à la direction verticale. La longueur de l’organe de canalisation est par exemple supérieure à une fois la largeur de l’enceinte et préférentiellement égale à cinq à six fois cette largeur, c'est-à-dire supérieure à une fois (préférentiellement cinq à six fois) le diamètre de l’enceinte pour un four dont la coupe est ronde. The length of the pipe member determines a distance between the burner and the furnace enclosure. It makes it possible to determine by extension a homogeneity of the gas flow, such homogeneity being improved by moving the burner away from the furnace enclosure. This length is measured substantially perpendicular to the ground on which the treatment installation rests, that is to say in the vertical direction, while the width of the enclosure is measured in a plane perpendicular to the vertical direction. The length of the pipe member is for example greater than one times the width of the enclosure and preferably equal to five to six times this width, that is to say greater than one time (preferably five to six times) the diameter of the enclosure for a furnace with a round cross-section.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, une section de l’enceinte du four est sensiblement équivalente à une section de l’organe de canalisation. According to an optional characteristic of the invention, a section of the furnace enclosure is substantially equivalent to a section of the channeling member.
On comprend ici que la section de l’enceinte du four et la section de l’organe de canalisation sont les mêmes à des tolérances de fabrication près. De ce fait, le brûleur est disposé à une distance de l’enceinte du four qui correspond à au moins une fois la largeur de l’organe de canalisation. Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’enceinte et l’organe de canalisation sont entourés d’une protection thermique calorifuge. It is understood here that the section of the furnace enclosure and the section of the ducting member are the same within manufacturing tolerances. As a result, the burner is arranged at a distance from the furnace enclosure which corresponds to at least one time the width of the ducting member. According to an optional characteristic of the invention, the enclosure and the channeling member are surrounded by heat-insulating thermal protection.
La protection thermique calorifuge est par exemple en laine céramique. Une telle protection thermique constitue une barrière physique qui permet de limiter les déperditions thermiques et ainsi de garantir une meilleure homogénéité du flux gazeux, en évitant un contact de l’enceinte et de l’organe de canalisation avec l’air ambiant qui entraînerait une chute de température à l’intérieur de cette enceinte et de cet organe de canalisation, notamment au niveau de leurs parois. Le recours à une protection thermique calorifuge permet en outre de protéger des opérateurs de l’installation de traitement thermique contre de fortes températures émanant du four. Thermal insulation is, for example, made of ceramic wool. Such thermal protection constitutes a physical barrier that limits heat loss and thus ensures better homogeneity of the gas flow, by preventing contact between the enclosure and the piping system and the ambient air, which would cause a drop in temperature inside the enclosure and the piping system, particularly at the level of their walls. The use of thermal insulation also protects operators of the heat treatment facility against high temperatures emanating from the furnace.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le dispositif d’introduction du minerai expansible comprend au moins un premier organe d’introduction du minerai expansible et un deuxième organe d’introduction du minerai expansible. According to an optional characteristic of the invention, the device for introducing the expandable ore comprises at least a first member for introducing the expandable ore and a second member for introducing the expandable ore.
La présence d’une pluralité d’organes d’introduction du minerai expansible distinctes autorise l’introduction du minerai expansible à différentes hauteurs dans l’enceinte du four. En outre, dans certains modes de réalisation chacun des organes d’introduction du minerai expansible est dédiée à un type de granulométrie du minerai expansible, avec par exemple le premier organe d’introduction du minerai expansible configuré pour l’introduction de particules dont une taille est comprise dans une première plage de valeurs et le deuxième organe d’introduction du minerai expansible configuré pour l’introduction de particules dont une taille est comprise dans une deuxième plage de valeurs . Les tailles de particules peuvent varier selon l’application . The presence of a plurality of distinct expandable ore introduction members allows the introduction of the expandable ore at different heights in the furnace enclosure. Furthermore, in certain embodiments each of the expandable ore introduction members is dedicated to a type of particle size of the expandable ore, for example with the first expandable ore introduction member configured for the introduction of particles whose size is included in a first range of values and the second expandable ore introduction member configured for the introduction of particles whose size is included in a second range of values. The particle sizes may vary depending on the application.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, le premier organe d’introduction du minerai expansible et le deuxième organe d’introduction du minerai expansible débouchent dans l’enceinte à des distances différentes du brûleur, ces distances étant mesurées selon une direction d’extension principale de l’enceinte. According to an optional characteristic of the invention, the first expandable ore introduction member and the second expandable ore introduction member open into the enclosure at different distances from the burner, these distances being measured along a main extension direction of the enclosure.
Le premier organe d’introduction du minerai expansible est par exemple disposé à une distance du brûleur plus importante que le deuxième organe d’introduction du minerai expansible, cette distance étant mesurée selon la direction verticale. Une telle différence de hauteur entre le premier organe d’introduction du minerai expansible et le deuxième organe d’introduction du minerai expansible permet d’obtenir, pour un flux gazeux homogène et constant, une expansion différente pour les particules circulant au sein du premier organe d’introduction du minerai expansible et les particules circulant au sein du deuxième organe d’introduction du minerai expansible. Ainsi, les particules introduites via le premier organe d’introduction du minerai expansible présentent, une fois expansées, une masse volumique apparente supérieure à des particules qui seraient introduites via le deuxième organe d’introduction du minerai expansible. La hauteur d’introduction sera choisie en fonction de la densité apparente désirée, sans avoir à modifier de manière significative les réglages du brûleur. The first expandable ore introduction member is, for example, arranged at a greater distance from the burner than the second expandable ore introduction member, this distance being measured in the vertical direction. Such a difference height between the first expandable ore introduction member and the second expandable ore introduction member makes it possible to obtain, for a homogeneous and constant gas flow, a different expansion for the particles circulating within the first expandable ore introduction member and the particles circulating within the second expandable ore introduction member. Thus, the particles introduced via the first expandable ore introduction member have, once expanded, a greater apparent density than particles which would be introduced via the second expandable ore introduction member. The introduction height will be chosen according to the desired apparent density, without having to significantly modify the burner settings.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, une distance entre le premier organe d’introduction du minerai expansible et le deuxième organe d’introduction du minerai expansible est de l’ordre de un à quatre mètres. According to an optional feature of the invention, a distance between the first expandable ore introduction member and the second expandable ore introduction member is of the order of one to four meters.
Une telle distance est mesurée selon une direction sensiblement perpendiculaire au sol sur lequel repose l’installation de traitement. Such a distance is measured in a direction substantially perpendicular to the ground on which the treatment installation rests.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, au moins l’un du premier organe d’introduction du minerai expansible et du deuxième organe d’introduction du minerai expansible comprend une pluralité de conduites disposées radialement autour de l’enceinte. According to an optional characteristic of the invention, at least one of the first expandable ore introduction member and the second expandable ore introduction member comprises a plurality of conduits arranged radially around the enclosure.
Les organes d’introduction du minerai expansible comprennent, selon les modes de réalisation, soit une unique conduite soit une pluralité de conduites abouchées sur l’enceinte. Dans le cas d’une pluralité de conduites, celles-ci sont réparties radialement autour d’un diamètre de l’enceinte. En présence de deux conduites, celles-ci sont disposées à 180° l’une de l’autre, tandis qu’en présence de quatre conduites celles-ci sont disposées à 90° les unes des autres. The expandable ore introduction members comprise, depending on the embodiments, either a single pipe or a plurality of pipes connected to the enclosure. In the case of a plurality of pipes, these are distributed radially around a diameter of the enclosure. In the presence of two pipes, these are arranged at 180° to each other, while in the presence of four pipes they are arranged at 90° to each other.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’installation de traitement comprend au moins un organe de déversement relié au dispositif d’introduction du minerai expansible. L’organe de déversement est configuré pour acheminer le minerai expansible jusqu’au dispositif d’introduction du minerai expansible, le cas échéant jusqu’à chacun des organes d’introduction du minerai expansible. Le dispositif d’introduction du minerai expansible achemine à son tour les particules de minerai expansible jusqu’à l’enceinte du four, au sein de laquelle elles tombent par gravité. According to an optional characteristic of the invention, the treatment installation comprises at least one discharge member connected to the device for introducing the expandable ore. The discharge member is configured to convey the expandable ore to the expandable ore introduction device, and if applicable to each of the expandable ore introduction members. The expandable ore introduction device in turn conveys the expandable ore particles to the furnace enclosure, into which they fall by gravity.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’organe de déversement est à une première extrémité de l’installation de traitement, le brûleur étant disposé à une deuxième extrémité de l’installation de traitement opposée à la première extrémité.According to an optional feature of the invention, the discharge member is at a first end of the treatment installation, the burner being arranged at a second end of the treatment installation opposite the first end.
La première extrémité et la deuxième extrémité de l’installation de traitement sont opposées l’une à l’autre selon la direction verticale. La première extrémité correspond ici à une portion haute de l’installation de traitement, tandis que la deuxième extrémité est au contact du sol. Du fait de la disposition de l’organe de déversement à l’opposé du brûleur, il est possible de contrôler, en fonction d’une longueur du dispositif d’introduction du minerai expansible, la distance à laquelle les particules de minerai expansible sont introduites par rapport au brûleur. Ainsi, plus un organe d’introduction du minerai expansible est court, plus il est proche de l’organe de déversement, et a fortiori plus il est éloigné du brûleur. À l’inverse, si le minerai expansible était introduit au sein de l’enceinte plus près de la deuxième extrémité et donc du brûleur, il serait difficile d’expanser de manière homogène le minerai expansible. Il serait en effet nécessaire d’ajuster des réglages du four, mais une puissance et/ou une température trop réduites entraîneraient un fonctionnement aéraulique inadéquat du four, . The first end and the second end of the processing plant are opposite each other in the vertical direction. The first end here corresponds to a high portion of the processing plant, while the second end is in contact with the ground. Due to the arrangement of the discharge member opposite the burner, it is possible to control, as a function of the length of the expandable ore introduction device, the distance at which the expandable ore particles are introduced relative to the burner. Thus, the shorter an expandable ore introduction member is, the closer it is to the discharge member, and a fortiori the further it is from the burner. Conversely, if the expandable ore were introduced into the enclosure closer to the second end and therefore to the burner, it would be difficult to expand the expandable ore homogeneously. It would indeed be necessary to adjust the oven settings, but too low a power and/or temperature would result in inadequate aeraulic operation of the oven.
Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’installation de traitement comprend un organe d’aspiration du minerai expansé. According to an optional characteristic of the invention, the treatment installation comprises a suction member for the expanded ore.
L’organe d’aspiration prend notamment la forme d’un ventilateur. Il est configuré pour produire, au sein de l’enceinte du four, un flux d’air ascendant. L’enceinte est ainsi sous dépression, le minerai expansible étant aspiré hors de cette enceinte par le flux d’air ascendant dès qu’il est expansé. Le minerai est par exemple aspiré à une vitesse de l’ordre de 5 à 20 mètres par seconde. Selon une caractéristique optionnelle de l’invention, l’installation de traitement comprend un dispositif de pulvérisation. The suction device takes the form of a fan. It is configured to produce an upward flow of air within the furnace enclosure. The enclosure is thus under negative pressure, the expandable ore being sucked out of this enclosure by the upward flow of air as soon as it is expanded. The ore is, for example, sucked in at a speed of around 5 to 20 meters per second. According to an optional feature of the invention, the treatment installation comprises a spraying device.
Ce dispositif de pulvérisation est par exemple disposé sur une conduite qui permet d’évacuer le minerai hors du four une fois que celui-ci a été expansé. Le dispositif de pulvérisation a pour rôle de projeter sur les particules de minerai expansé un revêtement, par exemple un revêtement de nature hydrofugeante. This spraying device is, for example, placed on a pipe that allows the ore to be evacuated from the furnace once it has been expanded. The role of the spraying device is to project a coating, for example a water-repellent coating, onto the expanded ore particles.
L’invention concerne en outre un procédé d’expansion du minerai expansible dans une installation de traitement telle qu’évoquée précédemment, au cours duquel le minerai expansible est introduit dans l’enceinte via le dispositif d’introduction du minerai expansible, le brûleur générant une flamme configurée pour réchauffer un flux gazeux traversant l’organe de canalisation afin de chauffer le minerai expansible au sein de l’enceinte. The invention further relates to a method of expanding expandable ore in a processing facility as previously discussed, in which the expandable ore is introduced into the enclosure via the expandable ore introduction device, the burner generating a flame configured to heat a gas stream passing through the channeling member in order to heat the expandable ore within the enclosure.
Au cours de ce procédé d’expansion, le brûleur forme une flamme destinée à réchauffer un flux gazeux. Cette flamme ne vient pas au contact direct du minerai expansible ; elle s’étend par exemple jusqu’à mi-hauteur de l’organe de canalisation, cette hauteur étant mesurée perpendiculairement au sol. De façon générale, la flamme n’atteint pas le point de jonction entre l’organe de canalisation et l’enceinte du four. C’est le flux gazeux réchauffé par la flamme qui traverse l’organe de canalisation jusqu’à l’enceinte du four. Le minerai expansible est acheminé au sein de cette enceinte par l’intermédiaire du dispositif d’introduction du minerai expansible, et il est expansé dans l’enceinte du four lorsqu’il rencontre le flux gazeux. Le procédé d’expansion du minerai expansible selon l’invention permet de maîtriser une homogénéité des particules de minerai expansées, la distance entre le brûleur et l’enceinte résultant de la présence de l’organe de canalisation permettant une homogénéisation radiale du flux gazeux aussi bien en température qu’en vitesse. During this expansion process, the burner forms a flame intended to heat a gas flow. This flame does not come into direct contact with the expandable ore; it extends, for example, to half the height of the channeling member, this height being measured perpendicular to the ground. Generally, the flame does not reach the junction point between the channeling member and the furnace enclosure. It is the gas flow heated by the flame that passes through the channeling member to the furnace enclosure. The expandable ore is conveyed into this enclosure via the expandable ore introduction device, and it is expanded in the furnace enclosure when it meets the gas flow. The process for expanding the expandable ore according to the invention makes it possible to control the homogeneity of the expanded ore particles, the distance between the burner and the enclosure resulting from the presence of the channeling member allowing radial homogenization of the gas flow both in temperature and in speed.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit d’une part, et d’exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins annexés d’autre part, sur lesquels :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge more clearly on reading the description which follows on the one hand, and examples of embodiment given for informational and non-limiting purposes with reference to the appended drawings on the other hand, in which:
[Fig. 1] illustre, schématiquement, une vue de face d’une partie d’une installation de traitement de minerai expansible selon l’invention, comprenant un four, un dispositif d’introduction du minerai expansible et un organe de déversement ; [Fig. 1] illustrates, schematically, a front view of part of a plant of treatment of expandable ore according to the invention, comprising a furnace, a device for introducing the expandable ore and a discharge member;
[Fig. 2] illustre, schématiquement, une vue de profil de l’installation de traitement du minerai expansible de la figure 1 , comprenant en sus une conduite d’extraction du minerai expansible reliée au four. [Fig. 2] illustrates, schematically, a side view of the expandable ore processing installation of Figure 1, additionally comprising an expandable ore extraction pipe connected to the furnace.
Les caractéristiques, variantes et les différentes formes de réalisation de l’invention peuvent être associées les unes avec les autres, selon diverses combinaisons, dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes par rapport aux autres. On pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite de manière isolée des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique et/ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur. The features, variants and different embodiments of the invention may be combined with each other in various combinations, provided that they are not incompatible or mutually exclusive. In particular, variants of the invention may be conceived comprising only a selection of features described below in isolation from the other features described, if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage and/or to differentiate the invention from the prior art.
Sur les figures, les éléments communs à plusieurs figures conservent la même référence.In the figures, elements common to several figures retain the same reference.
Les figures 1 et 2 illustrent ainsi, schématiquement, une installation de traitement de minerai expansible 1 selon l’invention. Cette installation de traitement de minerai expansible 1 est configurée pour transformer le minerai expansible en vue de son intégration dans des plâtres ou encore dans des enduits, de sorte à proposer des produits fabriqués à partir de ces plâtres ou enduits qui sont d’une part plus faciles à travailler et d’autre part plus légers. À cet effet, l’installation de traitement de minerai expansible 1 est plus particulièrement configurée pour réaliser une expansion du minerai expansible.Figures 1 and 2 thus schematically illustrate an expandable ore processing installation 1 according to the invention. This expandable ore processing installation 1 is configured to transform the expandable ore with a view to its integration into plasters or even into coatings, so as to offer products manufactured from these plasters or coatings which are on the one hand easier to work with and on the other hand lighter. For this purpose, the expandable ore processing installation 1 is more particularly configured to carry out an expansion of the expandable ore.
L’installation de traitement de minerai expansible 1 comprend un four 2, qui correspond à la portion de l’installation de traitement de minerai expansible 1 qui participe à son expansion. Ce four 2 s’étend principalement selon une direction verticale qui correspond à une direction sensiblement perpendiculaire à un sol 4 sur lequel repose l’installation de traitement de minerai expansible 1. The expandable ore processing plant 1 comprises a furnace 2, which corresponds to the portion of the expandable ore processing plant 1 which participates in its expansion. This furnace 2 extends mainly in a vertical direction which corresponds to a direction substantially perpendicular to a ground 4 on which the expandable ore processing plant 1 rests.
Le four 2 s’étend, selon cette direction verticale, entre une première extrémité 6 et une deuxième extrémité 8 opposées l’une à l’autre. La deuxième extrémité 8 est l’extrémité du four 2 qui est au voisinage du sol 4, tandis que la première extrémité 6 est à distance de ce sol 4. The oven 2 extends, in this vertical direction, between a first end 6 and a second end 8 opposite each other. The second end 8 is the end of the oven 2 which is in the vicinity of the ground 4, while the first end 6 is at a distance from this ground 4.
La deuxième extrémité 8 du four 2 est équipée d’un brûleur 10 apte à générer un flux gazeux en vue de chauffer le minerai expansible à des températures de l’ordre de 1000 °C. Ce brûleur 10 est selon les modes de réalisation soit disposé sur le sol 4, soit, comme c’est le cas sur le mode de réalisation illustré sur les figures, porté par une structure 12 du four 2 au voisinage du sol 4. La structure 12 est par exemple une structure métallique porteuse qui soutient divers éléments du four 2. The second end 8 of the furnace 2 is equipped with a burner 10 capable of generating a gas flow in order to heat the expandable ore to temperatures of the order of 1000°C. This burner 10 is, depending on the embodiments, either arranged on the floor 4, or, as is the case in the embodiment illustrated in the figures, carried by a structure 12 of the furnace 2 in the vicinity of the floor 4. The structure 12 is, for example, a supporting metal structure which supports various elements of the furnace 2.
La structure 12 est également porteuse d’une enceinte 14, visible en pointillés à la figure 1, qui correspond à un corps principal du four 2 et qui est destinée à recevoir le minerai expansible en vue de son expansion. L’enceinte 14 est ici un tuyau de section sensiblement ronde, cette section ronde étant appréciée dans un plan sensiblement parallèle au sol 4, autrement dit dans un plan perpendiculaire à la direction verticale. L’enceinte 14 est délimitée par une première extrémité verticale 16 orientée vers la première extrémité 6 du four 2 et par une deuxième extrémité verticale 18 orientée vers la deuxième extrémité 8 du four 2. Plus précisément, la première extrémité verticale 16 de l’enceinte 14 est au voisinage de la première extrémité 6 du four 2, tandis que la deuxième extrémité verticale 18 de cette enceinte 14 est en regard de la deuxième extrémité 8 du four 2 mais à distance de celle-ci et donc à distance du sol 4. On comprend de ce qui précède que l’enceinte 14 est disposée à distance du brûleur 10.The structure 12 also carries an enclosure 14, visible in dotted lines in Figure 1, which corresponds to a main body of the furnace 2 and which is intended to receive the expandable ore for its expansion. The enclosure 14 is here a pipe of substantially round section, this round section being assessed in a plane substantially parallel to the ground 4, in other words in a plane perpendicular to the vertical direction. The enclosure 14 is delimited by a first vertical end 16 oriented towards the first end 6 of the furnace 2 and by a second vertical end 18 oriented towards the second end 8 of the furnace 2. More precisely, the first vertical end 16 of the enclosure 14 is in the vicinity of the first end 6 of the furnace 2, while the second vertical end 18 of this enclosure 14 is opposite the second end 8 of the furnace 2 but at a distance from it and therefore at a distance from the ground 4. It is understood from the above that the enclosure 14 is arranged at a distance from the burner 10.
L’enceinte 14 du four 2 est ici équipée d’une protection thermique 20 qui l’encercle, la protection thermique 20 étant plus particulièrement disposée autour de l’enceinte 14 et de l’organe de canalisation 22 de façon concentrique. La protection thermique 20 est configurée pour protéger les opérateurs et utilisateurs de l’installation de traitement de minerai expansible 1 contre les températures élevées qui sont dégagées par le four 2 et pour limiter les déperditions thermiques au cours d’un procédé d’expansion du minerai expansible qui sera détaillé par la suite. The enclosure 14 of the furnace 2 is here equipped with a thermal protection 20 which encircles it, the thermal protection 20 being more particularly arranged around the enclosure 14 and the pipe member 22 in a concentric manner. The thermal protection 20 is configured to protect the operators and users of the expandable ore processing installation 1 against the high temperatures which are released by the furnace 2 and to limit the heat losses during a process of expanding the expandable ore which will be detailed later.
Tel que cela a été évoqué précédemment, l’enceinte 14 est disposée à distance du brûleur 10. Plus précisément, l’enceinte 14 est séparée du brûleur 10 au moins par un organe de canalisation 22, qui est selon la direction verticale interposé entre l’enceinte 14 et le brûleur 10. En d’autres termes, en partant du sol 4 le four 2 comprend le brûleur 10, l’organe de canalisation 22 et l’enceinte 14. As mentioned previously, the enclosure 14 is arranged at a distance from the burner 10. More precisely, the enclosure 14 is separated from the burner 10 at least by a member of duct 22, which is, in the vertical direction, interposed between the enclosure 14 and the burner 10. In other words, starting from the floor 4, the furnace 2 comprises the burner 10, the duct member 22 and the enclosure 14.
L’organe de canalisation 22, qui est visible en pointillés à la figure 1, est configuré pour guider en son sein le flux gazeux généré par le brûleur 14. La distance imposée par la présence de l’organe de canalisation 22 entre le brûleur 14 d’une part et l’enceinte 14 d’autre part permet notamment d’homogénéiser le flux gazeux préalablement à son arrivée dans l’enceinte 14. The channeling member 22, which is visible in dotted lines in Figure 1, is configured to guide within it the gas flow generated by the burner 14. The distance imposed by the presence of the channeling member 22 between the burner 14 on the one hand and the enclosure 14 on the other hand makes it possible in particular to homogenize the gas flow prior to its arrival in the enclosure 14.
L’organe de canalisation 22 est un tube droit. Il s’étend principalement selon la direction verticale, entre un premier bord 24 qui est abouché à la deuxième extrémité verticale 18 de l’enceinte 14 et un deuxième bord 26 qui est en regard du brûleur 10. Entre l’organe de canalisation 22 et le brûleur 10, le four 2 comprend un embout 28. Cet embout 28 est plus précisément monté sur le deuxième bord 26 de l’organe de canalisation 22. Il permet de faciliter le passage du flux gazeux généré par le brûleur 10 au sein de l’organe de canalisation 22. L’embout 28 présente, par exemple, une forme conique, de sorte qu’il s’élargit au fur et à mesure de son éloignement avec le deuxième bord 26. The channeling member 22 is a straight tube. It extends mainly in the vertical direction, between a first edge 24 which is connected to the second vertical end 18 of the enclosure 14 and a second edge 26 which is opposite the burner 10. Between the channeling member 22 and the burner 10, the furnace 2 comprises a nozzle 28. This nozzle 28 is more precisely mounted on the second edge 26 of the channeling member 22. It makes it possible to facilitate the passage of the gas flow generated by the burner 10 within the channeling member 22. The nozzle 28 has, for example, a conical shape, so that it widens as it moves away from the second edge 26.
Tel que cela est visible à la figure 1, l’organe de canalisation 22 présente deux brides 30, c'est-à-dire une bride 30 au voisinage de chacun de son premier bord 24 et de son deuxième bord 26. As can be seen in Figure 1, the pipe member 22 has two flanges 30, that is to say a flange 30 in the vicinity of each of its first edge 24 and its second edge 26.
L’organe de canalisation 22 présente une forme générale allongée ; on comprend ainsi que sa longueur, c'est-à-dire sa dimension mesurée le long de la direction verticale, est supérieure à sa largeur, qui est mesurée dans un plan perpendiculaire à la direction verticale. L’organe de canalisation 22 présente ici une forme ronde. De ce fait, la longueur de l’organe de canalisation 22 est supérieure à son diamètre. La longueur de l’organe de canalisation 22 est préférentiellement comprise entre cinq et six fois sa largeur, autrement dit entre cinq et six fois son diamètre. The pipe member 22 has a generally elongated shape; it is thus understood that its length, that is to say its dimension measured along the vertical direction, is greater than its width, which is measured in a plane perpendicular to the vertical direction. The pipe member 22 here has a round shape. As a result, the length of the pipe member 22 is greater than its diameter. The length of the pipe member 22 is preferably between five and six times its width, in other words between five and six times its diameter.
En outre, une section de l’organe de canalisation 22 est, à des tolérances de fabrication près, sensiblement équivalente à la section de l’enceinte 14. Sur les figures, une telle correspondance entre la section de l’organe de canalisation 22 et la section de l’enceinte 14 est visible en pointillés au travers de la protection thermique 20 qui forme une surépaisseur autour de l’enceinte 14 et de l’organe de canalisation 22. Furthermore, a section of the pipe member 22 is, within manufacturing tolerances, substantially equivalent to the section of the enclosure 14. In the figures, such a correspondence between the section of the pipe member 22 and the section of the enclosure 14 is visible in dotted lines through the thermal protection 20 which forms an excess thickness around the enclosure 14 and the channeling member 22.
Au sein de l’installation de traitement de minerai expansible 1, le minerai expansible est acheminé jusqu’au four 2 par l’intermédiaire d’une canalisation de transport, non représentée sur les figures. Cette canalisation de transport conduit le minerai expansible jusqu’à un organe de déversement 32 de l’installation de traitement de minerai expansible 1, cet organe de déversement 32 étant disposé au voisinage de la première extrémité 6 du four. On comprend que l’organe de déversement 32 est donc à l’opposé du brûleur 10 selon la direction verticale. Within the expandable ore processing plant 1, the expandable ore is conveyed to the furnace 2 via a transport pipe, not shown in the figures. This transport pipe leads the expandable ore to a discharge member 32 of the expandable ore processing plant 1, this discharge member 32 being arranged in the vicinity of the first end 6 of the furnace. It is understood that the discharge member 32 is therefore opposite the burner 10 in the vertical direction.
L’organe de déversement 32 présente une forme d’entonnoir. Il est relié, en sus de la canalisation de transport, à un dispositif d’introduction du minerai expansible 34 qui a pour fonction d’acheminer le minerai expansible jusqu’à l’enceinte 14. Le dispositif d’introduction du minerai expansible 34 est disposé à la première extrémité 6 du four 2. Selon les modes de réalisation, ce dispositif d’introduction du minerai expansible 34 comprend soit un unique organe d’introduction du minerai expansible 36, soit une pluralité de tels organes d’introduction du minerai expansible 36. Tel qu’il est représenté aux figures 1 et 2, le dispositif d’introduction du minerai expansible 34 comprend trois organes d’introduction du minerai expansible 36, parmi lesquelles un premier organe d’introduction du minerai expansible 36A, un deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B et un troisième organe d’introduction du minerai expansible 36C. The discharge member 32 has a funnel shape. It is connected, in addition to the transport pipeline, to an expandable ore introduction device 34 which has the function of conveying the expandable ore to the enclosure 14. The expandable ore introduction device 34 is arranged at the first end 6 of the furnace 2. According to the embodiments, this expandable ore introduction device 34 comprises either a single expandable ore introduction member 36, or a plurality of such expandable ore introduction members 36. As shown in Figures 1 and 2, the expandable ore introduction device 34 comprises three expandable ore introduction members 36, including a first expandable ore introduction member 36A, a second expandable ore introduction member 36B and a third expandable ore introduction member 36C.
Comme cela est illustré sur les figures, les organes d’introduction du minerai expansible 36 débouchent dans l’enceinte 14 du four 2 à des hauteurs différentes, autrement dit à des distances différentes du brûleur 10. De telles distances sont mesurées selon la direction verticale. Ici, le premier organe d’introduction du minerai expansible 36A débouche dans l’enceinte 14 à une première distance DI qui est plus importante qu’une deuxième distance D2 mesurée entre le deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B et le brûleur 10, cette deuxième distance D2 étant elle- même plus importante qu’une distance D3 entre le troisième organe d’introduction du minerai expansible 36C et le brûleur 10. En d’autres termes, de la première extrémité 6 du four 2 à sa deuxième extrémité 8, le premier organe d’introduction du minerai expansible 36A, le deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B et le troisième organe d’introduction du minerai expansible 36C sont disposés dans cet ordre. On comprend que par rapport au sol 4, le premier organe d’introduction du minerai expansible 36A correspond au sein de l’enceinte 14 à un point d’introduction haut, le deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B à un point d’introduction médian, et le troisième organe d’introduction du minerai expansible 36C à un point d’introduction bas. A titre d’exemple, une distance D4 mesurée entre le point où le premier organe d’introduction du minerai expansible 36A débouche dans l’enceinte 14 et le point où le deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B débouche dans l’enceinte 14 est de l’ordre de un à quatre mètres. As illustrated in the figures, the expandable ore introduction members 36 open into the enclosure 14 of the furnace 2 at different heights, in other words at different distances from the burner 10. Such distances are measured in the vertical direction. Here, the first expandable ore introduction member 36A opens into the enclosure 14 at a first distance DI which is greater than a second distance D2 measured between the second expandable ore introduction member 36B and the burner 10, this second distance D2 itself being greater than a distance D3 between the third ore introduction member expandable 36C and the burner 10. In other words, from the first end 6 of the furnace 2 to its second end 8, the first expandable ore introduction member 36A, the second expandable ore introduction member 36B and the third expandable ore introduction member 36C are arranged in this order. It is understood that relative to the ground 4, the first expandable ore introduction member 36A corresponds within the enclosure 14 to a high introduction point, the second expandable ore introduction member 36B to a middle introduction point, and the third expandable ore introduction member 36C to a low introduction point. For example, a distance D4 measured between the point where the first expandable ore introduction member 36A opens into the enclosure 14 and the point where the second expandable ore introduction member 36B opens into the enclosure 14 is of the order of one to four meters.
Bien que chaque organe d’introduction du minerai expansible 36 soit ici représenté sous la forme d’une unique conduite débouchant dans l’enceinte 14, on pourrait imaginer sans sortir du cadre de l’invention des modes de réalisation dans lesquels au moins l’un des organes d’introduction du minerai expansible 36, possiblement tous les organes d’introduction du minerai expansible 36, présentent une pluralité de conduites. Le cas échéant, ces conduites sont réparties radialement autour de l’enceinte 14, les conduites étant alors disposées à équidistance les unes des autres autour de l’enceinte 14. Il est à noter qu’en présence d’une pluralité de conduites pour un organe d’introduction du minerai expansible 36 donné, toutes ces conduites débouchent dans l’enceinte 14 à une même hauteur, c'est-à-dire à une même distance du brûleur 10. Autrement dit, toutes les conduites formant un même organe d’introduction du minerai expansible 36 sont disposées sur un diamètre de l’enceinte 14. Although each expandable ore introduction member 36 is here represented in the form of a single conduit opening into the enclosure 14, one could imagine, without departing from the scope of the invention, embodiments in which at least one of the expandable ore introduction members 36, possibly all of the expandable ore introduction members 36, have a plurality of conduits. If necessary, these pipes are distributed radially around the enclosure 14, the pipes then being arranged equidistant from each other around the enclosure 14. It should be noted that in the presence of a plurality of pipes for a given expandable ore introduction member 36, all these pipes open into the enclosure 14 at the same height, that is to say at the same distance from the burner 10. In other words, all the pipes forming the same expandable ore introduction member 36 are arranged over a diameter of the enclosure 14.
Un procédé d’expansion du minerai expansible faisant intervenir l’installation de traitement de minerai expansible 1 va maintenant être détaillé. Au cours de ce procédé d’expansion, le brûleur 10 est allumé pour générer une flamme qui réchauffe un flux gazeux. Ce flux gazeux réchauffé s’étend au travers de l’embout 28 et de l’organe de canalisation 22 jusqu’à l’enceinte 14 du four 2. Du minerai expansible de granulométrie adaptée est acheminé, par l’intermédiaire de la canalisation de transport, jusqu’à l’organe de déversement 32. L’organe de déversement 32 distribue ensuite le minerai expansible au dispositif d’introduction du minerai expansible 34, plus précisément à l’un de ses organes d’introduction du minerai expansible 36, pour qu’il soit introduit au sein de l’enceinte 14. Le minerai expansible chute dans l’enceinte 14 et il est expansé lorsqu’il rencontre le flux gazeux. A process for expanding expandable ore using the expandable ore processing plant 1 will now be detailed. During this expansion process, the burner 10 is ignited to generate a flame which heats a gas stream. This heated gas stream extends through the nozzle 28 and the channeling member 22 to the enclosure 14 of the furnace 2. Expandable ore of grain size adapted is conveyed, via the transport pipeline, to the discharge member 32. The discharge member 32 then distributes the expandable ore to the expandable ore introduction device 34, more precisely to one of its expandable ore introduction members 36, so that it is introduced into the enclosure 14. The expandable ore falls into the enclosure 14 and is expanded when it encounters the gas flow.
Selon l’organe d’introduction du minerai expansible 36 par lequel il est acheminé jusqu’à l’enceinte 14, le minerai présente après expansion des masses volumiques réelles, des dispersions granulométriques, des tailles de particules et des absorptions d’eau différents. Depending on the expandable ore introduction member 36 through which it is conveyed to the enclosure 14, the ore has different actual densities, granulometric dispersions, particle sizes and water absorptions after expansion.
À titre d’exemple, des essais ont été réalisés dans un four 2 pilote muni de trois organes d’introduction du minerai expansible 36, parmi lesquels le premier organe d’introduction du minerai expansible 36A qui correspond au point d’introduction haut, le deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B qui correspond au point d’introduction médian et le troisième organe d’introduction du minerai expansible 36C qui correspond au point d’introduction bas. Le débit du four 2 est de 3.0 ± 0.1 kg minerai/h. Le minerai expansible testé est de la perlite. Des minerais de différentes tailles de particules initiales, référencés perlite A, perlite B et perlite C ont été expansés. Les caractéristiques des matériaux bruts sont regroupées dans le tableau 1. Les tailles de particules sont mesurées en voie sèche à l’aide d’un granulomètre laser de type Malvern Mastersizer 3000. Le diamètre (d50) représente la taille des particules pour laquelle 50% du volume du minerai expansé possède une granulométrie plus fine. Sur le même principe, les différents quantiles comme le premier décile (dlO) ou dernier décile (d90) représentent la taille des particules pour laquelle 10% et 90% du volume de minerai expansé sont plus fins. Le span caractérise la dispersion de la granulométrie. Il est calculé par la formule span = (d90-dl 0)/d50. For example, tests were carried out in a pilot furnace 2 equipped with three expandable ore introduction devices 36, including the first expandable ore introduction device 36A which corresponds to the high introduction point, the second expandable ore introduction device 36B which corresponds to the middle introduction point and the third expandable ore introduction device 36C which corresponds to the low introduction point. The flow rate of furnace 2 is 3.0 ± 0.1 kg ore/h. The expandable ore tested is perlite. Ores of different initial particle sizes, referenced perlite A, perlite B and perlite C were expanded. The characteristics of the raw materials are grouped in Table 1. The particle sizes are measured in the dry process using a Malvern Mastersizer 3000 laser granulometer. The diameter (d50) represents the particle size for which 50% of the volume of the expanded ore has a finer particle size. On the same principle, the different quantiles such as the first decile (dl0) or last decile (d90) represent the particle size for which 10% and 90% of the volume of expanded ore are finer. The span characterizes the dispersion of the particle size. It is calculated by the formula span = (d90-dl 0)/d50.
Tableau 1 | span | 1,16 | 0.97 | 1.11 | Table 1 | span | 1.16 | 0.97 | 1.11 |
Pour chaque perlite non expansée, des essais sont réalisés en utilisant les différents organes d’introduction 36A, 36B, 36C. La température du four 2, qui est mesurée au niveau de la première extrémité 6 du four 4 en un point de mesure de température illustré à la figure 1 par une flèche blanche, est ajustée afin d’obtenir des perlites expansées de densité apparente désirée. La densité apparente est la caractéristique habituellement visée pour sélectionner le minerai expansé en vue de son utilisation dans les formulations de plâtres et enduits. La taille de particules, la densité apparente, la densité réelle et l’absorption d’eau des perlites résultantes sont ensuite mesurées. For each unexpanded perlite, tests are carried out using the various introduction members 36A, 36B, 36C. The temperature of the furnace 2, which is measured at the first end 6 of the furnace 4 at a temperature measuring point illustrated in Figure 1 by a white arrow, is adjusted in order to obtain expanded perlites of the desired apparent density. Apparent density is the characteristic usually targeted for selecting expanded ore for use in plaster and coating formulations. The particle size, apparent density, true density and water absorption of the resulting perlites are then measured.
La densité apparente est mesurée en pesant la quantité de perlite nécessaire pour remplir un récipient de IL. Le résultat donné est la moyenne de deux mesures consécutives.Bulk density is measured by weighing the amount of perlite needed to fill a container of IL. The result given is the average of two consecutive measurements.
La densité réelle est mesurée à l’aide d’un pycnomètre à hélium ULTRAPYC 5000 de la société Anton Paar suivant les préconisations du fabricant. La densité réelle impacte la densité après gâchage des formulations contenant la perlite expansée. Actual density is measured using an Anton Paar ULTRAPYC 5000 helium pycnometer according to the manufacturer's recommendations. Actual density impacts the post-mixing density of formulations containing expanded perlite.
L’absorption d’eau est mesurée en immergeant une masse donnée Ml de perlite expansée dans l’eau pendant 15 minutes. L’eau non absorbée est ensuite éliminée et la perlite expansée pesée à nouveau pour déterminer une masse M2. Le facteur d’absorption d’eau exprimé en pourcent est calculé comme suit : (M2-Ml)/Mlxl00. L’absorption d’eau affecte la travaillabilité des formulations contenant la perlite expansée, l’effet est d’autant plus négatif que l’absorption d’eau de la perlite expansée est élevée. Water absorption is measured by immersing a given mass Ml of expanded perlite in water for 15 minutes. The unabsorbed water is then removed and the expanded perlite reweighed to determine a mass M2. The water absorption factor expressed in percent is calculated as follows: (M2-Ml)/Mlxl00. Water absorption affects the workability of formulations containing expanded perlite, the effect is more negative the higher the water absorption of expanded perlite.
Tableau 2. Caractéristiques des perlites expansées. Tel que cela a été évoqué précédemment, les différents points d’introduction évoqués dans le tableau 2 correspondent chacun à l’un des organes d’introduction de minerai expansible 36, à savoir le premier organe d’introduction du minerai expansible 36A pour le point d’introduction haut, le deuxième organe d’introduction du minerai expansible 36B pour le point d’introduction médian et le troisième organe d’introduction du minerai expansible 36C pour le point d’introduction bas. Table 2. Characteristics of expanded perlites. As mentioned previously, the different introduction points mentioned in Table 2 each correspond to one of the expandable ore introduction members 36, namely the first expandable ore introduction member 36A for the high introduction point, the second expandable ore introduction member 36B for the middle introduction point and the third expandable ore introduction member 36C for the low introduction point.
La comparaison deux à deux des essais Cl et DI, C2 et D2 respectivement montre que pour une même perlite et une température de four 2 comparable, la taille médiane des particules après expansion est plus importante et leur densité réelle comme leur densité apparente est plus faible lorsqu’un point d’introduction plus bas est utilisé et que les particules sont soumises à une température plus élevée. The two-by-two comparison of tests C1 and D1, C2 and D2 respectively shows that for the same perlite and a comparable furnace temperature 2, the median size of the particles after expansion is larger and their actual density as well as their apparent density is lower when a lower introduction point is used and the particles are subjected to a higher temperature.
La comparaison deux à deux des essais Al et A2, B1 et B2, Cl et C2, DI et D2 respectivement montre que pour une même densité apparente il est possible d’obtenir des perlites expansées de propriétés différentes en jouant sur le choix de l’organe d’introduction du minerai expansible 36, c'est-à-dire le point d’introduction, et la température du four 2, et donc de contrôler plus finement la qualité du minerai expansé. La densité réelle ou le span sont d’autant plus bas que l’organe d’introduction du minerai expansible 36 est éloigné du brûleur 10. Une densité réelle plus basse est plus avantageuse car elle permet d’obtenir un pouvoir allégeant plus important pour une masse de perlite expansée donnée. The two-by-two comparison of tests A1 and A2, B1 and B2, Cl and C2, DI and D2 respectively shows that for the same apparent density it is possible to obtain expanded perlites with different properties by varying the choice of the expandable ore introduction member 36, i.e. the introduction point, and the temperature of the furnace 2, and therefore to more precisely control the quality of the expanded ore. The actual density or span is lower the further the expandable ore introduction member 36 is from the burner 10. A lower actual density is more advantageous because it makes it possible to obtain greater lightening power for a given mass of expanded perlite.
Une fois expansé, le minerai quitte l’enceinte 14 par l’intermédiaire d’une conduite d’extraction 38. Cette conduite d’extraction 38 est à un premier bout abouchée à la première extrémité verticale 16 de l’enceinte 14, et à un deuxième bout équipée d’un cyclone 44, lui-même connecté à un organe d’aspiration 40, par exemple un ventilateur, qui permet d’aspirer le minerai expansé hors de l’enceinte 14. Once expanded, the ore leaves the enclosure 14 via an extraction pipe 38. This extraction pipe 38 is at a first end connected to the first vertical end 16 of the enclosure 14, and at a second end equipped with a cyclone 44, itself connected to a suction member 40, for example a fan, which makes it possible to suck the expanded ore out of the enclosure 14.
La conduite d’extraction 38 s’étend principalement parallèlement au sol 4. Elle est, dans certains modes de réalisation, porteuse d’un dispositif de pulvérisation 42. Ce dispositif de pulvérisation 42 comprend au moins une buse disposée au sein ou sur les parois de la conduite d’extraction 38 et configurée pour diffuser sur les particules de minerai expansées une solution de revêtement, par exemple une solution ou une dispersion d’un agent hydrofugeant. The extraction pipe 38 extends mainly parallel to the ground 4. It is, in certain embodiments, carrying a spraying device 42. This spraying device 42 comprises at least one nozzle arranged within or on the walls of the extraction pipe 38 and configured to diffuse onto the ore particles. expanded a coating solution, for example a solution or dispersion of a water-repellent agent.
Afin d’être collectées, les particules expansées traversent un cyclone 44, qui est disposé au voisinage du deuxième bout de la conduite d’évacuation 38 et de l’organe d’aspiration 40. Dans certains modes de réalisation, les particules les plus fines sont arrêtées par un filtre, non illustré sur les figures. In order to be collected, the expanded particles pass through a cyclone 44, which is arranged in the vicinity of the second end of the discharge pipe 38 and the suction member 40. In certain embodiments, the finest particles are stopped by a filter, not illustrated in the figures.
La présente invention propose ainsi une installation de traitement du minerai expansible au sein de laquelle le minerai est expansé de façon homogène, notamment grâce à une distance instaurée entre un brûleur et une enceinte de chauffage de l’installation, une telle distance résultant de l’ajout au sein de l’installation d’un organe de canalisation.The present invention thus proposes an installation for processing expandable ore within which the ore is expanded homogeneously, in particular thanks to a distance established between a burner and a heating enclosure of the installation, such a distance resulting from the addition within the installation of a pipeline member.
La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et toute configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. The present invention cannot, however, be limited to the means and configurations described and illustrated here and it also extends to any equivalent means and configuration as well as to any technically effective combination of such means.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2400017A FR3157863A1 (en) | 2024-01-02 | 2024-01-02 | Processing plant for obtaining expanded ore |
| FRFR2400017 | 2024-01-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025146523A1 true WO2025146523A1 (en) | 2025-07-10 |
Family
ID=91247287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/FR2024/051763 Pending WO2025146523A1 (en) | 2024-01-02 | 2024-12-23 | Processing plant for obtaining expanded ore |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3157863A1 (en) |
| WO (1) | WO2025146523A1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511485A (en) * | 1967-05-22 | 1970-05-12 | British & Overseas Minerals | Furnaces for processing expandable volcanic rock |
| US4318691A (en) * | 1980-10-10 | 1982-03-09 | Strong William A | Furnace for expanding mineral ores |
| EP3173387A1 (en) * | 2015-11-26 | 2017-05-31 | DENNERT PORAVER GmbH | Verfahren und anlage zur herstellung von mono- oder multizellulär expandierten partikeln aus einem glasartigen oder keramischen material |
-
2024
- 2024-01-02 FR FR2400017A patent/FR3157863A1/en active Pending
- 2024-12-23 WO PCT/FR2024/051763 patent/WO2025146523A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3511485A (en) * | 1967-05-22 | 1970-05-12 | British & Overseas Minerals | Furnaces for processing expandable volcanic rock |
| US4318691A (en) * | 1980-10-10 | 1982-03-09 | Strong William A | Furnace for expanding mineral ores |
| EP3173387A1 (en) * | 2015-11-26 | 2017-05-31 | DENNERT PORAVER GmbH | Verfahren und anlage zur herstellung von mono- oder multizellulär expandierten partikeln aus einem glasartigen oder keramischen material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3157863A1 (en) | 2025-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3311088B1 (en) | Housing for curing oven and curing oven for crosslinking a continuous mat of inorganic or plant fibres | |
| FR2958662A1 (en) | INSTALLATION FOR SURFACE TREATMENT OF MANUFACTURED PARTS | |
| CA2758483A1 (en) | Spraying device and method | |
| FR2919510A1 (en) | Gaseous fluid e.g. hot and cold air, mixer for aircraft, has tank with pipes arranged to create vortex movement of fluid to ensure fluid homogeneity, where tank has discontinuity unit that is in form of communication unit with draining unit | |
| FR3078859A1 (en) | AERAULIC DEVICE WITH COANDA EFFECT FOR THE POLLINATION OF A RECEIVING PLANT FROM POLLEN CAPTURE OF A DONOR PLANT | |
| WO2008139104A2 (en) | Internal combustion burner | |
| WO2020007720A1 (en) | Granulation method and device | |
| WO2025146523A1 (en) | Processing plant for obtaining expanded ore | |
| EP3491284B1 (en) | Insulation method and appliance obtained | |
| EP0125198B1 (en) | Apparatus for accelerating solid particles | |
| FR2724217A1 (en) | DEVICE FOR SPREADING A FLAME BY COANDA EFFECT AND OVEN COMPRISING THIS DEVICE | |
| WO2009112784A1 (en) | Product based on mineral fibres and process for obtaining same | |
| CA2670906C (en) | Grain size selection and/or matter drying apparatus | |
| EP2943606B1 (en) | Thermal insulation product based on mineral wool and method of manufacturing the product | |
| FR2918676A1 (en) | Fiber distribution improving device for fiber mat formation plant, comprises rotatable annular wall with interior fins and air inlet ring profiled to maximize ambient air introduction | |
| EP0165224B1 (en) | Apparatus for direct firing | |
| FR2879223A1 (en) | DEVICE FOR FORMING FIBER FEELS | |
| EP1230508B9 (en) | Method for applying an insulating layer on a surface of an object and corresponding insulated object | |
| FR2670402A1 (en) | Cyclone comprising a flow straightener for the conversion of a swirling flux into a linear flow | |
| EP2017529B1 (en) | Burner | |
| FR2519128A1 (en) | DEVICE FOR COOKING POWDER MATERIALS | |
| FR3113112A1 (en) | Coanda effect flow amplifier and aeraulic device comprising such a flow amplifier | |
| FR2579487A1 (en) | APPARATUS FOR REGULATING THE FLOW OF FINE PARTICLES | |
| FR2825777A1 (en) | Oxygen and/or fuel gas injection involves using a lance in which at least a part of the oxygen or fuel gas is mixed with the combustion products or fumes from the furnace before it is injected | |
| EP0091353A1 (en) | Method and apparatus for increasing and realizing heat exchanges on a pulverulent material having a large granulometric distribution |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 24846699 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |