Fragmentation d'un solide
La fragmentation des solides (ou comminution) est la réduction - par un procédé industriel ou de laboratoire - de matières solides en éléments ou particules de taille inférieure et de granulométrie déterminée.
Classification
Selon les dimensions souhaitées, les méthodes suivantes sont habituelles : ,
| Méthode de fragmentation | Type de broyage[1] | Dimensions approximatives souhaitées |
|---|---|---|
| Concassage | Broyage grossier | 2 – 20 mm |
| Broyage | Broyage | 0,1 – 2 mm |
| Pulvérisation | Broyage fin | < 0,1 mm |
| Micronisation | Broyage ultra-fin | 10 - 500 µm |
Selon la structure du produit à fragmenter, les méthodes sont les suivantes :
| Méthode de fragmentation | Produit à fragmenter |
|---|---|
| Défibrage ou effilochage | Matières fibreuses (naturelles, artificielles et synthétiques) |
| Déchiquetage | Matières flexibles |
| Découpage (par laser, par jet d'eau, par oxydation, par plasma...) | Plaques (tôle, papier, carton, mousse…) |
Procédé
La fragmentation des solides peut avoir lieu :
- en continu ou en discontinu ;
- en circuit ouvert (produits passant une seule fois dans un broyeur donné) ou en circuit fermé (produits contrôlés dès leur sortie du broyeur avec retour à l’entrée de ce dernier des fragments insuffisamment réduits) ;
- par voie humide (utilisée lorsque le produit se présente à l’état mouillé ou s'il sera utilisé humide) ou par voie sèche (préférée si le produit doit ensuite être séché, et également pour éviter son agglomération)[2] ;
- à température ambiante ou accompagnée d'un refroidissement :
| Méthode de refroidissement | Température inférieure à |
|---|---|
| Réfrigération | La température de l'environnement |
| Congélation | La température de solidification de l'eau : 0 °C |
| Surgélation | −35 °C |
| Cryogénie | La température de liquéfaction des gaz de l'air : −150 °C |
La fragmentation des solides est souvent suivie par une étape de tamisage (criblage) améliorant la granulométrie du produit.
Concasseurs versus broyeurs
Le tableau suivant compare les concasseurs aux broyeurs[3].
| Équipement | Mécanisme | Mode d'action | Taille des fragments finis | Rapport de réduction | Conditions d'utilisation en minéralurgie |
|---|---|---|---|---|---|
| Concasseur | Une surface mobile s'approche d'une surface fixe | Fragmentation par compression - écrasement | > 1 cm | Faible : 4 - 10 | Généralement à sec |
| Broyeur | Une chambre de révolution contient le produit à fragmenter et des corps broyants | Fragmentation par chocs et par cisaillement | < 1 mm | Élevée : > 20 | Généralement sous eau |
Voir aussi
Notes et références
- Aide-mémoire de génie chimique, 3e édition, Emilian Koller, Dunod, 2009
- http://www.azprocede.fr/Cours_GC/fragmentation_introduction.html
- Georges PANOU, « MINÉRALURGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 août 2015. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/mineralurgie/
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