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RÉSUMÉ
Le choix d'un séparateur est conditionné par les types de traitements recherchés, mais également par les caractéristiques des matériaux à séparer. Cet article établit une comparaison des différents équipements disponibles en séparation magnétique. Puis il présente quelques applications particulières pour retirer des particules ferrifères de différents produits et notamment recycler les métaux à l’aide de l’épuration par induction magnétique.
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Gérard GILLET : Ingénieur ENSG de Nancy (École nationale supérieure de géologie) - Maître de conférences à l’INPL (Institut national polytechnique de Lorraine) et à l’ENSG de Nancy - Laboratoire Environnement et Minéralurgie
INTRODUCTION
Le choix d’un séparateur est guidé par des critères communs aux différents types de traitements, mais également par les propriétés magnétiques des minéraux, leur minéralogie et leur granulométrie. La première partie de cet article abordera donc les critères technico-économiques conduisant aux choix d’un séparateur.
Nous évoquerons ensuite quelques applications particulières de la séparation magnétique qui font appel à de nombreux systèmes pour retirer des particules ferrifères de différents produits et notamment recycler les métaux à l’aide de l’épuration par induction magnétique.
Les aimants permanents en terres rares fournissent aussi une méthode simple et peu coûteuse pour l’élimination de petites particules de fer, acier inoxydable magnétique et oxyde de fer, sous forme de rouille et d’écailles, qui ont été introduits dans les minéraux industriels au cours du traitement ou du transport, ou dans la fabrication de poudres fines (aliments, pigments, produits chimiques, pharmaceutiques...).
De nombreux systèmes existent : grilles, barreaux, filtres, plaques..., pouvant s’adapter à tout type de conduites de transport de matériaux pulvérulents véhiculés par un fluide (air ou eau).
L’étude complète du sujet comprend les articles :
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Séparation magnétique- Théorie et modélisation « Séparation magnétique : théorie et modélisation » ;
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Séparation magnétique à basse et haute intensité « Séparation magnétique à basse et haute intensité » ;
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Séparation magnétique haut gradient (SMHG) et haut champ « Séparation magnétique haut gradient (SMHG) et haut champ » ;
-
[J 3 223] « Séparation magnétique : économie et applications particulières » (le présent article) ;
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Choix, comparaison et coûts
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2. Applications particulières
L’épuration en voie sèche par séparation magnétique basse intensité a pour objectif essentiel l’élimination du fer d’usure introduit dans les produits lors des phases de transformation (concassage, broyage...) ou du transport.
La plupart des tambours magnétiques décrits dans l’article Séparation magnétique à basse et haute intensité peuvent être utilisés à des fins d’épuration ; on préférera néanmoins des agencements magnétiques à pôles sandwichs garant d’un rendement d’épuration supérieur (forces magnétiques supérieures à celles développées par les systèmes conventionnels) ou des circuits à pôles saillants dans lesquels les aimants céramiques ont été remplacés par des aimants à base d’alliages d’éléments de terres rares (NdFeB par exemple) de façon à accroître la force magnétique développée.
Les débits admissibles en épuration varient, en fonction du produit à traiter et du type d’équipement, de quelques centaines de kilogrammes par heure à quelques dizaines de tonnes par heure.
Les aimants permanents en terres rares fournissent aussi une méthode simple et peu coûteuse pour l’élimination de petites particules de fer, acier inoxydable magnétique et oxyde de fer, sous forme de rouille et d’écaillés, qui ont été introduits dans les minéraux industriels au cours du traitement ou du transport, ou dans la fabrication de poudres fines (aliments, pigments, produits chimiques, pharmaceutiques...).
Une alternative simple (encombrement réduit, facilité d’installation...) et peu coûteuse réside en l’utilisation de « pièges magnétiques » à aimants permanents.
Il existe de nombreux systèmes (grilles, vis, plaques, « obus », filtres, etc.)...
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ANNEXES
Dans le passé, on se contentait généralement de simples analyses chimiques pour caractériser une roche ou un minerai. Aujourd’hui, il est devenu important, voire essentiel, d’obtenir des informations minéralogiques détaillées si on espère d’abord trouver le procédé de traitement le plus approprié pour le minerai étudié et ensuite optimiser les performances de l’usine minéralurgique. Ces objectifs sont devenus impératifs par suite de l’exploitation de gisements de plus en plus pauvres et des coûts sans cesse croissants d’extraction et de traitement des minerais.
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Nous passerons d’abord brièvement en revue les informations de nature chimique et minéralogique requises pour la conception des procédés et/ou un bon rendement des opérations de traitement des minerais tout en mentionnant chaque fois les techniques permettant de les acquérir (figure ).
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Les caractéristiques de séparation magnétique et électrostatique mentionnées dans le tableau sont basées sur des tests de séparation en laboratoire.
La réponse magnétique est classée :
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ferromagnétique : attraction dans un système magnétique d’un séparateur BI à aimant permanent, pour un champ magnétique développé d’environ 0,2 T ;
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paramagnétique : attraction dans un système magnétique d’un séparateur HI et/ou HG pour un champ magnétique développé compris entre 0,5 et 5 T ;
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non magnétique ou diamagnétique : non affecté par la force magnétique décrite...
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