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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.

ClassificationModifier

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…)

ProcédéModifier

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 broyeursModifier

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 aussiModifier

Notes et référencesModifier

  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/