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Récupération durable du noir de carbone

Le groupe Hosokawa a développé un procédé pour la récupération durable du noir de carbone à partir de pneus de voiture usagés. En effectuant un certain nombre d'étapes après la pyrolyse, le processus aboutit à un matériau granulaire sans poussière qui peut être dosé avec précision. Il est prêt pour une utilisation immédiate dans la fabrication de pneus de voiture neufs ou d'autres produits à base de caoutchouc.

De nombreuses entreprises de recyclage qui manipulent des pneus de voiture sont désireuses de trouver un moyen de récupérer le noir de carbone du caoutchouc. Cet « or noir » doit subir plusieurs étapes de traitement après la pyrolyse avant de pouvoir être utilisé comme noir de carbone récupéré (rCB). « Nous avons développé un processus efficace et durable pour cela », déclare Marc Jacobs, Responsable de la division Chemicals, Minerals & Metals (CMM) chez Hosokawa Micron à Doetinchem, aux Pays-Bas. « Notre nouvelle ligne de traitement permet aux entreprises de recyclage de récupérer facilement du noir de carbone de première qualité à partir de pneus de voiture. Les fabricants de pneus de voiture et d'autres produits à base de caoutchouc peuvent alors utiliser immédiatement les granulés obtenus dans leurs processus de production. »

Processus intégral

Le groupe Hosokawa a développé le nouveau processus intégral en combinant les connaissances, l'expérience et les équipements d'un certain nombre de ses filiales à travers le monde. « En particulier, ce projet impliquait Hosokawa Alpine, Hosokawa Micron et Hosokawa Solids Solutions », poursuit Jacobs. « Nous avons également travaillé en étroite collaboration avec un certain nombre de partenaires pour nous assurer que nos clients - les entreprises de recyclage - peuvent compter sur une ligne de traitement efficace dans laquelle toutes les machines et tous les systèmes sont alignés de manière optimale. De plus, cette approche de « guichet unique » signifie que chaque client dispose d’un point de contact individuel. »

Processus de finition du noir de carbone récupéré

Finition rCB

« Grâce à notre expertise, nous sommes en mesure de produire des rCB les propriétés recherchées précisément par les fabricants de pneus automobiles. Ils demandent un matériau granulaire sans poussière, fluide et facile à doser », ajoute-t-il. Dans le processus préparatoire, les pneus usagés sont déchiquetés et broyés, et la teneur en acier est réduite autant que possible. Le matériau subit ensuite une pyrolyse. Le pétrole et le gaz produits dans ce processus sont réutilisés ailleurs, et le matériau restant constitue la base du processus de finition rCB du groupe Hosokawa. Cependant, la structure des particules des pastilles de rCB doit être modifiée pour être utilisées avec succès.

Broyage

Après pyrolyse, le matériau est transformé en granulés de rCB de qualité supérieure en trois étapes consécutives : broyage fin, agglomération et séchage. La première étape - le broyage fin - est l'une des spécialités de Hosokawa Alpine. L'étape de broyage fin peut être réalisée par deux technologies de broyage différentes : soit avec le broyeur à lit fluidisé opposé TDG ou le broyeur sélecteur mécanique ACM.

Les broyeurs à jets d'air TDG Jet Mills offrent une finesse de produit final dans la plage de d99 = 5-15 microns et plus grossière si nécessaire, même à des débits élevés. Le processus TDG garantit également l'élimination facile des impuretés telles que les fils métalliques durant le processus de broyage. L'ACM est limité en ce qui concerne les qualités du produit final ultrafin. Nous recommandons l'ACM pour les types plus grossiers avec un d97 = 20-40 microns. Mais la décision pour une certaine technologie de broyage dépend également de l'abrasivité du produit. Pour les types rCB à forte teneur en cendres, la solution TDG présente des avantages évidents en termes de coûts opérationnels.

Broyeur à lit fluidisé opposé TDG pour le noir de carbone récupéréBroyeur sélecteur mécanique ACM pour le noir de carbone récupéré

Manutention

Il n'est pas rare que les lignes de broyage aient une capacité de 1 tonne/heure ou plus. Sachant que la masse volumique apparente du produit broyé est d'environ 80 à 120 grammes par litre, le procédé peut ensuite impliquer des volumes de plus de 10 m³/heure. À ce stade, le noir de carbone est un matériau poussiéreux avec de mauvaises propriétés d'écoulement et une tendance à se déposer. « En conséquence, une expertise particulière est requise pour la manutention et le stockage provisoire », explique Jacobs. « Cette expertise provient de notre société sœur Hosokawa Solids Solutions, qui fournit les systèmes permettant un transfert sans problème du matériau semi-fini entre les différentes étapes du processus. »

Agglomération

Le noir de carbone broyé est ensuite aggloméré puis séché: deux disciplines dans lesquelles Hosokawa Micron excelle. L'étape d'agglomération peut être réalisée à l'aide du mélangeur vertical haute vitesse Flexomix. Le rCB est dosé dans le Flexomix avec la quantité exacte de liant (généralement de l'eau). Les granulés humidifiés émergent au bas de la machine. La paroi flexible de la chambre de mélange est massée en continu à l'extérieur pour éviter que le produit ne colle à l'intérieur.

Mélangeur vertical Flexomix pour le noir de carbone récupéré

« Alternativement, il est possible d'agglomérer le produit à l'aide d'un mélangeur à broches (Pin Mixer). Il s'agit d'un mélangeur horizontal à haut cisaillement de l'un de nos partenaires, la société américaine Mars Mineral. Les broches sur l'arbre du rotor central créent une hélice qui transporte le produit en même temps. Avec la bonne quantité de liant, le mélangeur à broches est capable de produire des particules sphériques fortes et denses qui peuvent être transportées pneumatiquement sans se fissurer. Le Flexomix et le Pin Mixer fonctionnent tous deux en processus continus. »

Mélangeur à broches Mars Mineral pour le noir de carbone récupéré

Séchage

Le matériau granulaire résultant est séché dans un sécheur à lit fluidisé statique de Hosokawa Micron (avec ou sans système de vibration ou d'agitation) spécialement conçu pour le séchage des granulés de rCB. Il est positionné directement sous le mélangeur. L'air de séchage chaud est soufflé vers le haut à travers les trous de la plaque perforée, répartissant uniformément les granulés. Grâce à la légère inclinaison, le produit se déplace progressivement dans la zone de refroidissement. Après avoir été tamisé comme contrôle final, le rCB est stocké ou conditionné.

« Notre approche interdisciplinaire a abouti à une ligne de traitement intégrée pour produire un matériau granulaire à écoulement libre et sans poussière avec les bonnes propriétés en termes de structure des particules », conclut Jacobs. « Cela résout un problème pour les entreprises de recyclage et signifie que les granulés rCB sont immédiatement prêts à être utilisés par les fabricants de pneus dans la production de pneus neufs. »

Le noir de carbone comme matière première circulaire

Les fabricants de pneus automobiles souhaitent améliorer la durabilité de leurs processus de production, notamment en stimulant l'utilisation circulaire des matières premières. Diverses subventions gouvernementales sont disponibles pour soutenir ces objectifs en Europe et un nombre croissant d'entreprises récupèrent du noir de carbone à partir de pneus usagés. Le noir de carbone donne non seulement aux pneus de voiture leur couleur noire profonde, mais les rend également robustes et durables. En utilisant du noir de carbone récupéré (rCB), les fabricants de pneus peuvent réduire leurs besoins en matière vierge, qui est produite par la combustion partielle d'hydrocarbures en suie. La production de rCB est nettement meilleure pour l'environnement puisqu'elle n'implique pas la combustion de combustibles fossiles.

Comment pouvons-nous vous aider?

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