Des essais de séparation ont ensuite été réalisés dans le séparateur de la société Prodecologia (figure V–6). La distance entre l’électrode « NACA » et l’électrode de terre, d,
était de 100 mm et son angle d’inclinaison, α, de 34° par rapport à l’horizontale. La vitesse de rotation de l’électrode cylindrique tournante était de 40 tr.min-1
, la tension appliquée à
l’électrode « NACA » était de 35 kV (polarité positive) et l’angle d’inclinaison du déflecteur
séparant les compartiments C1 et C2 était de 13°. Au vu des résultats obtenus au paragraphe
V-2 et des séries triboélectriques obtenues avec traitement des particules par DBD aucun essai
de séparation n’a été effectué avec une polarité négative de la tension.
Avant d’être introduits dans le séparateur, les 100 g de mélange à séparer sont traités par
DBD, puis chargés dans le dispositif de charge à cylindre tournant. Les mélanges PE – PP, PP
– HIPS, PE – PVC, PE – HIPS, PVC – HIPS et PP – PVC ont fait l’objet de cette étude. L’erreur moyenne obtenue lors des essais de séparation était de 6,6 %.
168
Figure VI-11 : Séparateur électrostatique à électrode cylindrique tournante de la société Prodecologia. (1) Table vibrante ; (2) Electrode cylindrique tournante reliée à la terre ; (3) Electrode « NACA » reliée à une
source de haute tension réversible ; (4) Balai ; (5) Collecteur (3 compartiments). Tube en PEHD :
Lors des essais utilisant ce tube, l’humidité relative était comprise entre 50,3 % et 56,0 %
et la température entre 21,7°C et 22,3°C.
La décharge à barrière diélectrique a un effet plus ou moins conséquent sur quasiment tous les mélanges étudiés. Dans le cas du mélange PP – PE (figure VI–12 (a)), la séparation est légèrement meilleure avec la DBD notamment grâce au gain de pureté dans le compartiment C2 (97,5 % de PP contre 90,4 % sans DBD). En revanche, la pureté du PE récupéré dans C1 est légèrement moins élevée (97,7 % contre 99,3 %). Cette bonne séparation
s’explique par le positionnement des deux matières dans la série triboélectrique (figure VI–9).
En effet, bien que celles-ci se chargent toutes les deux négativement, l’écart de charge les séparant est suffisamment important (3,8 nC.g-1 en valeur absolue) pour que le PE soit attiré sans pour autant attirer le PP. Une étude pour déterminer la tension optimale serait de nature à
améliorer encore cette séparation. Le PE étant l’élément se chargeant le mieux, tous les
mélanges le comprenant devrait se séparer convenablement. Ceci est prouvé par les résultats obtenus pour les mélanges PVC – PE et HIPS – PE (respectivement décrits sur les figures VI– 12 (c) et (d)). Dans le cas PVC – PE, la matière attirée change par l'application de la DBD. Sans DBD, le PVC, mieux chargé, est attiré et récupéré dans C1 alors qu'avec la DBD, c'est le PE qui y est collecté. Le PE ayant une charge plus élevée, la séparation est meilleure puisque, dans C1, sa pureté est de 97,6 % alors que le PVC du compartiment C2 atteint une pureté de 99,8 %. Pour le mélange HIPS – PE, la séparation est également plus efficace lorsque la DBD est appliquée au mélange granulaire (PE pur à 98,5 %, HIPS pur à 93,9 %). De plus, avec la DBD, une partie non négligeable (27,2 %) du HIPS est récupéré dans le troisième compartiment avec une pureté supérieure à 98 %.
169 (a) (b) (c) (d) (e) (f)
Figure VI-12 : Distribution des particules dans les compartiments du collecteur pour le mélange (a) PE-PP ; (b) PP-HIPS ; (c) PE-PVC ; (d) PE-HIPS ; (e) PP-PVC et (f) P VC-HIPS.
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Le mélange PP – HIPS reste difficile à séparer (figure VI–12 (b)). En effet, d’après la série triboélectrique obtenue pour le tube en PEHD après application de la DBD (figure VI– 9), l’écart de charge entre les deux polymères est faible (0,4 nC.g-1 en valeur absolue) ce qui ne permet pas une bonne séparation.
Conformément aux séries triboélectriques, la séparation sans DBD du mélange PP – PVC donne de meilleurs résultats que lorsque les particules subissent son action (figure VI–12 (e)). En effet, avec DBD, le PP, comme le PVC, se chargent négativement avec des valeurs proches (écart de 0,3 nC.g-1 en valeur absolue) alors que sans la DBD, le PP se charge positivement et le PVC négativement ce qui favorise la séparation. Ce phénomène est également constaté pour le mélange PVC – HIPS (figure VI–12 (f)) pour lequel le HIPS se
charge positivement et le PVC négativement en l’absence de DBD. Toutefois, les résultats
avec DBD sont très satisfaisant ce qui laisse supposer que si l'écart de charge entre deux matières est suffisant (ici 0,7 nC.g-1 en valeur absolue), une séparation efficace peut avoir lieu.
Tube en PVC :
Lors des essais utilisant ce tube, l’humidité relative était comprise entre 57,0 % et 58,6 %
et la température entre 17,9°C et 19,1°C.
Là encore, l’application de la décharge à barrière diélectrique influe sur les résultats de séparation électrostatique. Pour tous les mélanges contenant du PE (figures VI–13 (a), (c) et (d)), le produit « non-PE » collecté dans C2 a une pureté supérieure à 97,5 %. En revanche, le produit collecté dans C1n’est pur à plus de 95 % que dans le cas du mélange HIPS – PE. Pour
les deux autres mélanges sa pureté est inférieure. Ceci est dû au fait que les particules de PP et de PVC acquièrent une charge négative plus élevée que celles de HIPS (figure VI–10). Par
conséquent, le PP et le PVC sont aussi attirés par l’électrode haute tension. Un réglage légèrement plus faible de la tension appliquée à l’électrode devrait permettre d’attirer seulement le PE et ainsi d’améliorer la séparation.
Le mélange HIPS – PP ne donne pas de bons résultats de séparation (figure VI–13 (b)) malgré que leurs charges aient un écart important dans la série triboélectrique (3,0 nC.g-1 en
valeur absolue). Cela pourrait s’expliquer par le fait que le PP se charge positivement au contact du HIPS et inversement. Ainsi, les charges des deux matières s’équilibreraient et
celles-ci seraient donc majoritairement attirées ce qui est effectivement le cas puisque 61,6 g est récupéré dans le compartiment C1 et 31,7 g dans le compartiment C2.
D’après la série triboélectrique (figure VI–10), l'écart de charge entre le PP et le PVC est
faible ce qui explique la mauvaise séparation obtenue avec ce mélange (figure VI–13 (e)). Le mélange HIPS – PVC est un mélange qui se sépare bien (figure VI–13 (f)), conformément à la série triboélectrique. Une diminution de la tension permettrait d'améliorer légèrement la séparation en attirant moins de HIPS dans le compartiment C1.
171 (a) (b) (c) (d) (e) (f)
Figure VI-13 : Distribution des particules dans les compartiments du collecteur pour le mélange (a) PE-PP ; (b) PP-HIPS ; (c) PE-PVC ; (d) PE-HIPS ; (e) PP -PVC et (f) P VC-HIPS.
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