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RÉSUMÉ
La fragmentation des minéraux industriels et de matériaux non minéraux, ou de matériaux composites en vue du recyclage consiste à réduite la matière première en une poudre, possédant des caractéristiques spécifiques lié à son emploi dans l’industrie. Pour obtenir une matière très divisée, le broyage doit être poussé et combiné avec la classification. Ainsi, la principale exigence qui concerne les appareils de fragmentation est la robustesse, alors que leur précision prévaut chez les utilisateurs de poudre ou des produits élaborés.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur honoraire - Ancien Directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
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El-Aïd JDID : Docteur ès Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM) - INPL-CNRS UMR 7569
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Jacques YVON : Docteur ès Sciences - Professeur à l’ENSG, Institut National Polytechnique de Lorraine (INPL) - Directeur du LEM, INPL-CNRS UMR 7569
INTRODUCTION
Le fascicule [J 3 052] du dossier « Fragmentation » a pour but d’exposer les opérations de concassage et de broyage dans le cadre du traitement des minerais métalliques. Dans ce domaine, les opérations ont pour objectif de libérer les espèces minérales constitutives du matériau polycristallin, afin d’effectuer des séparations visant à obtenir un concentré marchand, un métal ou un composé métallique.
Le présent dossier [J 3 053] concerne la fragmentation des minéraux industriels et de matériaux non minéraux, ou de matériaux composites (recyclage).
Dans le cas des minéraux industriels, la matière minérale est réduite en une poudre, qui doit présenter des caractéristiques spécifiques en vue d’un emploi particulier exigé par l’industrie (ciment et chaux, charbon pulvérisé, phosphates pour les engrais, céramique, peintures, papier, plastiques, élastomères…). Pour obtenir une matière très divisée, le broyage doit être poussé et combiné avec la classification, car la consommation énergétique est très élevée et les augmentations du prix de l’énergie varient de façon très brutale. De plus, si les opérations de broyage doivent être effectuées à sec, il faudra procéder à un séchage préalable efficace. Pour certains usages industriels du produit broyé, ses caractéristiques physico-chimiques et morphologiques sont les critères principaux.
Parmi les autres secteurs de fabrication, on considère les industries alimentaires, pharmaceutiques et chimiques, les cosmétiques, le verre et les fibres optiques, le bois et la cellulose, les explosifs, les poudres métalliques. Les caractéristiques d’usage du produit broyé, dans son application, déterminent principalement le mode de broyage à appliquer.
Enfin, la fragmentation est utilisée dans l’industrie du recyclage de matériaux fragiles ou ductiles et de matériaux composites très résistants, souvent massifs.
En conséquence, la principale exigence qui concerne les appareils de fragmentation est la robustesse, alors que leur précision prévaut chez les utilisateurs de poudre ou des produits élaborés.
Le lecteur est invité à lire aussi les fascicules J 3 050 « Fragmentation. Aspects théoriques » et J 3 051 « Fragmentation. Technologie ».
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Industrie des peintures
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5. Industrie des céramiques traditionnelles
L’industrie des céramiques « traditionnelles » diffère des industries de céramiques « nouvelles » par le fait que, contrairement à cette dernière, qui utilise des matières synthétiques, elle utilise des minéraux naturels finement broyés pour des produits divers (carreaux, sanitaire, vaisselle, réfractaires, produits vitrifiés, etc.) intéressant le bâtiment, l’électronique et, de façon générale, aussi bien l’industrie que les besoins de consommation courante.
Les principales matières premières sont les argiles, les quartzites, les schistes, les feldspaths, le quartz, le zircon, l’andalousite, la wollastonite et les pigments naturels colorés. Le broyage humide combinant à la fois homogénéisation et fragmentation est le procédé le plus largement répandu . Il est fonction des opérations ultérieures, comme le séchage par dispersion, le contrôle de l’humidité par « atomisation », la cuisson, la vitrification etc. Les spécifications de distribution granulaire peuvent être de 80, 60, 45 µm ou une plus grande finesse selon les procédés utilisés pour le transport de la matière et pour la fabrication considérée. Bien que le broyage dans des broyeurs à boulets séparés offre une homogénéisation poussée, on préfère utiliser un broyage continu dans un broyeur compartimenté à deux ou trois chambres, de façon à économiser la place et l’énergie et à supprimer les temps morts. Les principaux paramètres du broyage sont décrits ci-après.
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Corps broyants
La dimension maximale des corps broyants dépend de la dimension des matériaux à broyer, de leur densité, de leur indice de broyage, du diamètre du broyeur et de sa vitesse de rotation. Les plus gros corps broyants doivent pouvoir briser les plus gros morceaux de l’alimentation du broyeur. La répartition des dimensions des corps broyants est la suivante : 25 % en masse pour les plus gros, 50 % pour les moyens et 25 % pour les plus petits.
Les matériaux utilisés sont :
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l’alumine (90 % Al2O3),...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - BECKER (P.) - Phosphates and phosphoric acid - . Ed. Marcel Dekker, New York, p. 213 (1983).
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(2) - CHURCHMAN (C.), MARTINES (J.) - Economic Energy Savings in new phosphoric acid plants - . Joint Peninsular and Central Florida Sections, AICHE Meeting, Clearwater Beach, Flo., 1981. In « Phosphates and phosphoric acid », Pierre Becker, Ed. Marcel Dekker, New York, p. 204-219 (1983).
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(3) - CRESPON (J.) - Les charges minérales calcaires dans la vie courante - . Les Techniques de l’Industrie Minérale, no 22, p. 26-28 (2004).
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