Présentation
Auteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur à l’Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) - Directeur du Centre de Recherche sur la Valorisation des Minerais (CRVM)
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El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Centre de Recherche sur la Valorisation des Minerais (CRVM) - Laboratoire Environnement Minérallurgie LEM URA 235
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Lire l’articleINTRODUCTION
La classification ou sélection pneumatique s’effectue très souvent à température ambiante avec une suspension de solides dans un gaz, afin d’obtenir deux fractions séparées dont l’une contient les particules de dimension supérieure à une dimension donnée et l’autre les particules de dimension inférieure à cette dimension. Elle est basée sur la différence pouvant exister entre les vitesses de chute des solides dans un gaz. En général, les solides sont suffisamment fins pour que leurs mouvements obéissent à la loi de Stokes.
La classification pneumatique est différente du dépoussiérage dont le but est l’élimination quasi totale de particules solides contenues dans un gaz porteur (article Dépoussiérage des gaz et dévésiculage Dépoussiérage et dévésiculage dans ce traité). C’est ainsi que, pour le dépoussiérage, il n’existe pas de spécification optimale du matériau à traiter, tandis que pour une classification pneumatique il existe une relation entre la finesse de l’alimentation du classificateur et celle du produit fin classifié.
Tous les appareils de séparation pneumatique utilisent un courant gazeux. Bien que l’on s’efforce d’employer au mieux les forces en présence, la classification pneumatique qui, suivant la théorie, peut être nette, l’est imparfaitement en pratique. En effet peuvent intervenir des forces externes au mélange gaz-solide dues à des champs d’accélération créés par la gravité, le magnétisme ou l’électrostatique, ou des forces internes au mélange gaz-solide dues à la centrifugation, la diffusion, la coagulation électrostatique... Ces forces peuvent s’ajouter ou s’opposer, être ou non modulées, créer ou non des effets perturbateurs. Ces effets se manifestent au niveau de la précision de la coupure granulométrique, de l’assemblage des appareils et de l’économie du procédé.
Le lecteur se reportera, dans ce traité, à l’article Fragmentation. Généralités. Théorie [A 5 050].
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Applications4. Types de sélecteurs pneumatiques
La classification pneumatique des solides dispersés dans un milieu gazeux effectue des coupures fines (1 à 100 µm) et parfois relativement grossières (250 µm, voire plus), avec des débits solides allant de quelques grammes en laboratoire à environ 100 t/h dans l’industrie. Les techniques mises en œuvre visent à traiter des matériaux caractérisés par de larges dispersions granulométriques [11]. Il existe deux types principaux de sélecteurs industriels :
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les chambres de sélection statiques utilisant un courant gazeux horizontal ou vertical avec ou sans chicanes ;
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les appareils utilisant la force centrifuge, tels que les cyclones statiques, les séparateurs à rotor à axe horizontal et les séparateurs mécaniques à axe vertical.
Si les coupures supérieures à 50 µm sont relativement aisées à obtenir, on ne saurait trop insister sur les prouesses technologiques correspondant à la mise en œuvre de coupures précises à des dimensions de l’ordre de quelques micromètres. Notamment, la réussite d’un procédé est liée à la qualité de la dispersion des solides fins dans le volume gazeux. Celle-ci doit être très intense afin de casser les agrégats sans effectuer un broyage des grains. Des recherches technologiques ont été réalisées [6] [12] afin d’améliorer la précision de la coupure et d’augmenter le débit de solide du sélecteur.
Remarque : en général, sur les figures, le trajet des particules fines est schématisé par des points, celui des particules grossières par des ronds et celui de l’air par un trait plein ou des flèches.
4.1 Chambres de sélection à courant gazeux horizontal ou vertical
Dans tous les séparateurs de ce type, le principe est basé sur les contrastes existant entre les vitesses de sédimentation dans l’air des particules grossières et des particules fines.
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L’expansion d’un courant gazeux porteur de particules à l’intérieur d’un volume constitué par une chambre de détente fait chuter la vitesse des...
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