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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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The fragmentation of industrial minerals and non-mineral materials, or composite materials for recycling, consists of reducing raw material to a powder with specific characteristics related to its use in the industry. To obtain a much divided material, grinding must be pushed and combined according to classification. Thus, the main requirement for fragmentation equipment is that it be robust, while precision is paramount among users of powder and developed product.
Auteur(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
-
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 ciments
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13. Industrie du recyclage
Les matériaux recyclables sont des matériaux fragiles (verres, céramiques, fonte), ductiles (métaux ou plastiques, polymère...), ou élastiques (plastomères). Les appareils de concassage et de broyage de minerais, travaillant dans le domaine de la rupture fragile, sont souvent inefficaces pour fragmenter des matériaux récupérés, pour lesquels doivent être mises en jeu des forces de cisaillement et d’attrition. Il est nécessaire de recourir à des appareils de découpe .
Les matériaux à fragmenter sont caractérisés par une extrême variété, qui résulte de leur hétérogénéité de constitution, de leur mélange, de leur inconstance d’approvisionnement résultant de leurs provenances diverses. Ainsi, les broyeurs de ferrailles traitent une grande variété de ferrailles mixtes, légères à lourdes, y compris les ferrailles en paquets.
Les broyeurs autogènes peuvent profiter du caractère composite de la matière à broyer en utilisant la phase métallique du déchet comme corps broyants, et dont l’action produit un broyage sélectif.
Les broyeurs vibrants peuvent arriver à fragmenter des matières très dures par la mise en jeu de forces d’écrasement et surtout de friction.
Les broyeurs rotatifs à impact, comportant une cheminée d’éjection balistique pour éliminer les pièces massives, qui s’avèrent non broyables, offrent des résultats très variables avec les produits polyphasés (difficulté de réglage) ou en matière de maintenance (usure). Les appareils tournent à 300-600 tr/min.
Les broyeurs rotatifs à marteaux développent des forces de cisaillement entre la grille et les marteaux. Ils donnent des résultats très variables (bourrages, usure intense) que des adaptations de la chambre de broyage (pièces anti-usure fixes, ouverture allongée pour extraction de composants de forme et de résistance particulières, etc.) n’ont que très partiellement améliorés.
Les broyeurs...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(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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(4) - DASGUPTA (P.K.) - Ceramic choices - . Industrial Minerals, p. 91 (oct. 2003).
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(5) - DELON (J.F.), YVON (J.), MICHOT (L.), VILLIERAS (F.), CASES (J.M.) - Vapor phase adsorption of alkylamines on talc and chlorite - . Actes Eurofillers’95 Mulhouse 11-14 sept. MOFFIS and FILPLAS eds., p. 17-20 (1995).
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