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 fragmentationType de broyage[1]Dimensions approximatives souhaitées
ConcassageBroyage grossier2 – 20 mm
BroyageBroyage0,1 – 2 mm
PulvérisationBroyage fin< 0,1 mm
MicronisationBroyage ultra-fin10 - 500 µm

Selon la structure du produit à fragmenter, les méthodes sont les suivantes :

Méthode de fragmentationProduit à fragmenter
Défibrage ou effilochageMatières fibreuses (naturelles, artificielles et synthétiques)
DéchiquetageMatières 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 refroidissementTempérature inférieure à
RéfrigérationLa température de l'environnement
CongélationLa température de solidification de l'eau : 0 °C
Surgélation−35 °C
CryogénieLa 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].

ÉquipementMécanismeMode d'actionTaille des fragments finisRapport de réductionConditions d'utilisation en minéralurgie
ConcasseurUne surface mobile s'approche d'une surface fixeFragmentation par compression - écrasement> 1 cmFaible : 4 - 10Généralement à sec
BroyeurUne chambre de révolution contient le produit à fragmenter et des corps broyantsFragmentation par chocs et par cisaillement< 1 mmÉlevée : > 20Généralement sous eau

Voir aussi

Notes et références

  1. Aide-mémoire de génie chimique, 3e édition, Emilian Koller, Dunod, 2009
  2. http://www.azprocede.fr/Cours_GC/fragmentation_introduction.html
  3. Georges PANOU, « MINÉRALURGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 30 août 2015. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/mineralurgie/
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