Fragmentation

1. Caractérisation des matériaux

1.1 Indice de Hardgrove

1.2 Indice énergétique de Bond

1.3 Indice de Papadakis

1.4 Indice d’abrasion

2. Choix des appareils

2.1 Concassage

2.2 Broyage grossier

2.3 Broyage fin

2.4 Broyage ultrafin

3. Dimensionnement des appareils

3.1. Calcul des concasseurs

3.1.1 Concasseurs à mâchoires

3.1.2 Concasseurs giratoires

3.1.3 Concasseurs à cônes

3.1.4 Concasseurs giratoires à disque

3.1.5 Concasseurs à percussion

3.1.6 Concasseurs à cylindres

3.2 Calcul des broyeurs

3.2.1 Broyeurs à corps broyants libres

3.2.1.1 Broyeurs à boulets et à barres

3.2.1.2 Broyeurs autogènes et semi-autogènes

3.2.1.3 Détermination de la taille des barres et des boulets

3.2.1.4 Estimation de l’usure des blindages et des corps broyants

3.2.2 Broyeurs pendulaires

3.2.3 Presses à rouleaux

4. Conception des ateliers de concassage et de broyage pour matériaux rocheux

4.1 Concassage grossier

4.2 Concassage moyen et fin

4.2.1 Conceptions classiques

4.2.2 Conceptions nouvelles

4.3 Broyage fin

4.3.1 Conceptions classiques

4.3.1.1 Broyage en humide

4.3.1.2 Broyage à sec

4.3.2 Conceptions nouvelles

4.3.2.1 Gros broyeurs à boulets en humide

4.3.2.2 Circuits autogènes ou semi-autogènes à sec et en humide

4.3.2.3 Presses à rouleaux

5. Applications de broyage ultrafin

5.1 Applications classiques

5.2 Autres applications

5.2.1 Broyage en tant qu’opération analytique

5.2.2 Fragmentation et stabilité des minéraux. Détermination des constantes thermodynamiques

5.2.3 Échelles de rupture et structure des minéraux

6. Estimation des coûts d’investissement et de fonctionnement

6.1 Coûts d’investissement

6.2 Coûts de fonctionnement

NOTATIONS DES PRINCIPAUX SYMBOLES

B diamètre des boulets ou diamètre des barres

D dimension de la maille du tamis pour le produit à broyer

E énergie

P puissance

Q capacité

R rapport de réduction

W énergie ramenée à l’unité de masse de corps broyants ou de minerai

d dimension de la maille du tamis pour le produit broyé

v vitesse

Le lecteur consultera également, dans ce traité, les articles :

Dans l’immense majorité des cas de fragmentation et même dans les documentations françaises, les unités utilisées sont les anciennes unités anglo-saxonnes telles que le pouce ("), ou inch (in), le pied, ou foot (ft), la tonne courte, ou short ton (sht) et la livre (lb).

Afin de respecter nos sources bibliographiques et de ne pas nuire à la précision d’équations expérimentales, nous conservons ces unités dans cet article.

Rappelons cependant que

L’enjeu économique de la fragmentation est considérable et conditionne son application ; d’une part, la forte consommation énergétique et la maintenance sont des facteurs prioritaires dans le choix et l’assemblage des appareils et, d’autre part, les investissements sont très lourds.

J. P. Meric (1980), prenant pour exemple l’industrie cimentière, lie la consommation énergétique à la taille des appareils de broyage. En effet, un gros broyeur a généralement un meilleur rendement qu’un petit. Même s’il peut paraître dérisoire de faire passer un rendement de 0,12 à 0,25 %, on obtient, à surface spécifique constante, une consommation de 40 kWh/t de clinker dans le premier cas et de 20 kWh/t dans le second. En outre, pour une tonne de ciment, les frais d’investissement I varient avec la puissance P du broyeur selon une relation qui se résume à I = Cp0,73 où C est une constante. Pour une puissance installée double, on diminue les frais d’investissements de 17 % à la tonne de ciment.

Cependant, la réduction de la consommation énergétique de fragmentation n’est pas le seul but à poursuivre ; il existe d’autres objectifs non moins importants :

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