Fragmentation d'un solide

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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

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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

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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 : °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

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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

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Notes et références

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