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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 des explosifs : poudres, propergols et nitrocelluloses
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10. Industries du bois
La fabrication des pâtes papetières consiste à séparer les fibres du bois les unes des autres, tout en les dégradant le moins possible. Le bois est initialement sous forme de rondins, de plaquettes ou de copeaux obtenus par broyage.
Le broyage sous forme de copeaux sert aussi à préparer des bois de feu à partir de déchets et de rémanents, dont la manutention serait difficile : il n’est plus question alors d’obtenir des plaquettes, mais des morceaux centimétriques.
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Débitage en plaquettes et en copeaux
Les plaquettes sont obtenues à l’aide de broyeurs à couteaux ou à lames . L’appareil le plus répandu est une dégauchisseuse munie de couteaux placés sur deux rotors, qui entraînent, tronçonnent et éjectent le produit broyé. Pour de gros débits, il existe un granulateur à un seul rotor de 0,4 à 1 m de diamètre, alimenté par deux rouleaux d’entraînement. Dans le cas de découpage de broussailles, le hachage est réalisé par deux rouleaux découpeurs. Les très gros modèles de broyeurs à couteaux traitent des arbres entiers ; ils sont montés sur chenilles ou sur roues, et déplaçables vers des chantiers ou en bord de route. Les broyeurs de broussailles et de fûts, jusqu’à 70 mm de diamètre, peuvent débiter 2 t/h de plaquettes. Les systèmes Morbark et Nicholson, qui conviennent à de grandes exploitations, débitent plus de 60 t/h de copeaux de bois.
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Broyage fin
Le broyage fin permet d’autres utilisations du bois : compactage, fabrication de panneaux ou combustion dans des brûleurs cycloniques. Les broyeurs classiques sont les broyeurs à marteaux fixes ou mobiles. Le broyeur à marteaux mobiles confère une finesse assez élevée, à condition de présécher le bois. Le broyeur à marteaux fixes convient mieux pour les débits modérés. En sortie de broyage, les particules sont classées au moyen de cribles vibrants, ou de classificateurs à disques (appelé aussi classeurs).
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Broyage de la cellulose
La cellulose, représentant...
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Industries du bois
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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(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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