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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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Industries du bois
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9. Industrie verrière
Les verres résultent de la fusion d’un mélange intime de matières minérales, dont l’élément principal est la silice. Les éléments ajoutés sont CaO, MgO, Al2O3, K2O, Na2O et B, qui sont apportés par le calcaire, la dolomie, la phonolite, la syénite néphélinique, le feldspath, le borax, la colémanite, le gypse. Selon les diverses qualités de verres, on emploie aussi des sels sodiques (carbonates et sulfates), de l’alumine (au sens large), des sels de Ni, Co, Fe, Se, Pb, Li, Ce . La silice et le feldspath doivent être réduits à 800 µm, les autres minéraux à moins de 2 mm. Ils doivent contenir un minimum de grains de dimensions inférieures à 100 µm, dont l’action préjudiciable s’exprime aussi bien par l’apport indésirable de Fe2O3 et Al2O3 que par le moussage et l’encrassage des fours. En revanche, la fabrication de verre pour fibres de renforcement nécessite un broyage à moins de 100 µm.
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Sable brut
Le sable brut a généralement une granularité inférieure à 650 µm, qui convient sans broyage à son utilisation. Il est débarrassé des grains inférieurs à 100 µm et des impuretés par les techniques classiques (magnétisme, gravité). Les grès et quartzites sont concassés et broyés avec les mêmes techniques que celles utilisées en traitement des minerais (concassages primaire et secondaire en circuit fermé avec cribles, broyage du produit concassé dans des broyeurs à barres et/ou à boulets, cyclonage, etc.). Pour le broyage au-dessous de 100 µm, on utilise le broyeur à billes d’alumine, ou le broyeur vibrant dont la charge est constituée de « cylpebs » en alumine.
La cristallerie et les emplois en fibres optiques et optoélectroniques demandent un quartz très pur. Après désagrégation et rejet des éléments supérieurs à 100 µm, le produit est broyé dans un broyeur à galets à un d 95 de 75 à 45 µm. On ne peut atteindre une pureté...
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Industrie verrière
BIBLIOGRAPHIE
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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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(4) - DASGUPTA (P.K.) - Ceramic choices - . Industrial Minerals, p. 91 (oct. 2003).
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