Phénomène de percolation et matrices d’extraction
Séparation magnétique - Théorie et modélisation

La séparation magnétique des minerais a connu un développement industriel rapide dès le début du XX ^e siècle, avec des séparateurs fonctionnant principalement en voie sèche. C’est seulement dans les années 1960-1970 que la séparation dite à haute intensité (du champ magnétique) a connu les premières applications industrielles de fort tonnage. On procède alors en voie humide, ce qui permet de traiter des particules plus fines qu’en voie sèche. L’exemple le plus notable est celui des séparateurs à carrousel type Jones.

Au cours des deux dernières décennies, les performances de la séparation magnétique ont été améliorées et cette technique s’est développée dans la valorisation des matières premières. Cela a été dû, d’une part, à la mise au point d’aimants permanents céramiques à grande énergie spécifique, qui ont trouvé des applications en séparation basse et haute intensité en voie sèche, mais aussi à l’apparition de séparateurs qui utilisent une matrice d’extraction ferromagnétique placée dans le champ intense produit par un bobinage en cuivre ou supraconducteur. Les matériaux à traiter sont alors soumis, dans la matrice, à des gradients d’énergie magnétique suffisants pour séparer des particules de faible susceptibilité magnétique, et de faible granulométrie. On parle alors de séparation magnétique à haut gradient (HGMS) et la séparation s’effectue en voie humide. Le liquide vecteur des particules solides est très généralement l’eau.

Les phénomènes, qui se produisent au sein de la matrice d’extraction des séparateurs à haute intensité du champ magnétique et haut gradient, conduisent dans une première phase à la rétention d’une partie au moins des particules transportées par le liquide introduit dans le système. Au cours du temps, la matrice se sature progressivement et perd plus ou moins vite son efficacité, limitant ainsi les performances du séparateur. Les matrices généralement employées se présentent sous la forme de plaques dentées, de billes, de mousse ou de laine de fer, ce qui complique la détermination des différents écoulements et des forces magnétiques en jeu.

L’étude complète du sujet comprend les articles :

• J 3 220 « Séparation magnétique : théorie et modélisation » (le présent article) ;

• J 3 221 « Séparation magnétique à basse et haute intensité » ;

• J 3 222 « Séparation magnétique haut gradient (SMHG) et haut champ » ;

• J 3 223 « Séparation magnétique : économie et applications particulières » ;

• Doc. J 3 224 « Séparation magnétique. Pour en savoir plus ».