Les équipements de réduction de taille désignent les machines destinées à briser des matériaux solides en morceaux plus petits ou en particules plus fines, ce procédé, connu sous le nom de Prépolissage, est une opération cruciale dans de nombreuses industries, notamment Mines, aliments, pharmaceutiques, de recyclage et de fabrication chimique. Le but premier de la réduction de la taille est d'accroître la surface du matériau, d'améliorer l'efficacité dans les étapes ultérieures de traitement comme l'extraction, d'améliorer la qualité du produit par l'homogénéisation, de faciliter le stockage et le transport, et de permettre la séparation des composants précieux des déchets.
Types d'équipements de réduction de taille
Les équipements de réduction de taille varient considérablement dans leur conception et leurs fonctionnalités, adaptés aux matériaux spécifiques et aux exigences de réduction.
1.Broyeurs:
Ce sont des machines robustes utilisées pour briser de grands morceaux de matériaux en particules plus petites. Elles constituent souvent la première étape du processus de réduction de taille. Les types de concasseurs comprennent les concasseurs à mâchoires, les concasseurs giratoires, et les concasseurs à cônes. Retsch propose toute une série de concasseurs à mâchoires.
Charbon
jade
Concasseurs à mâchoires
2.Broyeurs:
Les broyeurs réduisent les matériaux à une taille plus fine que les broyeurs. Ils sont utilisés pour Prépolissage intermédiaire et fin. Les types comprennent Broyeurs à billes, broyeurs à tiges, batteurs croisés et broyeurs à marteaux.
Retsch Prépolissage Mills
Retsch propose une large gamme de broyeurs de Prépolissage destinés à répondre à des applications variées.
3.Pulvérisateurs:
Les pulvérisateurs réduisent les matériaux à une granulométrie très fine, ce qui est essentiel dans les industries pharmaceutiques et aliments pour la création de poudres.
Retsch Prépolissage Mills
Retsch propose une large gamme de broyeurs de Prépolissage destinés à répondre à des applications variées.
4.Tronçonnage :
Cette catégorie comprend les appareils qui utilisent le mouvement mécanique pour couper des matériaux solides durs tendres à moyens, souvent utilisés dans l'industrie aliments
Considérations lors du choix de l'équipement de réduction de taille
Le choix de l'équipement de réduction de la taille dépend des propriétés du matériau (dureté, abrasion, teneur en humidité), de la granulométrie souhaitée et des exigences spécifiques de l'application.
Les considérations importantes lors du choix de l’équipement de réduction de taille optimisé pour les tâches spéciales incluent :
- Propriétés du matériau (comme le comportement à la rupture)
- Taille d’alimentation de l’échantillon
- Finesse finale requise
- Quantité d’alimentation
- Matériau des outils de Prépolissage
Les propriétés du matériau de l'échantillon influencent l'équipement de réduction de taille
Les broyeurs de laboratoire fonctionnent selon divers principes de réduction de la taille, selon les caractéristiques du matériau de l'échantillon. Le choix du Broyeur pour une tâche de réduction de la taille spécifique dépend des propriétés de rupture de l'échantillon. Les matériaux durs et cassants sont pulvérisés de façon optimale par impact, pression et frottement. Par contre, les substances molles et élastiques nécessitent Tronçonnage et cisaillement pour une combustion efficace. Les échantillons fibreux nécessitent également Tronçonnage, ainsi que frottement et cisaillement. Il est courant que les broyeurs comprennent plusieurs principes de réduction de la taille, comme l'impact et le frottement des Broyeurs à billes planétaires, ou le cisaillement et l'impact des Broyeurs à rotor. Des procédés comme le séchage ou la fragilisation servent de méthodes pour modifier les propriétés de rupture des échantillons, les rendant plus cassantes et donc plus susceptibles à la pulvérisation.
Retsch Prépolissage Mills
Retsch propose une large gamme de broyeurs de Prépolissage destinés à répondre à des applications variées.
Comment la taille de l'alimentation de l'échantillon et la finesse finale requise conduisent au meilleur équipement de réduction de l'échantillon
Pour réduire la taille des grosses particules de plus de 40 mm, l'équipement est classé comme broyeurs ou déchiqueteurs, tandis que les broyeurs sont utilisés pour des tailles de particules plus petites. La taille initiale de l'alimentation et la finesse finale souhaitée déterminent si un prébroyage est nécessaire avant un Prépolissage fin. En règle générale, deux broyeurs/broyeurs différents sont nécessaires pour obtenir des particules très fines, car les broyeurs adaptés au Prépolissage fin à l'échelle nanométrique n'acceptent généralement que des tailles de particules allant jusqu'à 10 mm. La finesse finale requise est déterminée par la tâche analytique - il est crucial d'assurer une bonne homogénéité. Les particules doivent être suffisamment petites pour des étapes efficaces et rapides de digestion micro-ondes. Pour l'analyse XRF, des particules de moins de 100 μm sont nécessaires, tandis que pour d'autres techniques analytiques, 0,5 mm est habituellement acceptable si l'homogénéité est maintenue. Pour les tâches de R-D, des tailles de particules jusqu'à l'échelle nanométrique ( 100 nm) sont nécessaires, réalisables uniquement avec Broyeurs à billes et Prépolissage humide.
La quantité d'aliment joue un rôle important pour le meilleur équipement de réduction de taille
Pour assurer la reproductibilité de la préparation de l'échantillon, il est essentiel d'extraire un sous-échantillon qui représente véritablement le matériau en vrac. Cela signifie que le sous-échantillon doit avoir les mêmes propriétés que le matériau en vrac. Étant donné que la plupart des échantillons sont des mélanges inhomogènes, il faut veiller à éviter la ségrégation due à des tailles de particules variables, surtout pendant le transport. Si l'échantillon entier n'est pas traité, il faut en prélever une portion représentative. La quantité de l'échantillon est cruciale; elle doit être suffisante pour l'analyse et proportionnelle à la taille totale de l'échantillon et à la granulométrie. Ces facteurs déterminent la quantité minimale nécessaire pour que le sous-échantillon reflète fidèlement le matériau en vrac.
Quelle quantité est requise pour assurer la représentativité de l'échantillon original?
Certaines normes spécifiques à l’industrie fournissent des lignes directrices et des directives sur le processus d’échantillonnage correct, par exemple DIN 51701-2:1985 dans l’industrie du Charbon. Elle contient, par exemple, la formule
G [kg] = 0,07 [kg/mm] x z [mm]
qui indique la quantité d’échantillon « G » doit être extraite d’un échantillon en vrac avec une granulométrie maximale « z » pour obtenir une quantité représentative. En prenant un échantillon de Charbon avec une granulométrie maximale de 5 cm comme exemple, le calcul suivant s’applique :
G [kg] = 0,07 kg/mm x 50 mm
G = 3,5 kg
Par conséquent, le matériel de réduction de taille choisi devrait être capable de prélever 3,5 kg de l’échantillon (et la granulométrie initiale).
Processus de préparation des échantillons
On entend par préparation d'échantillon l'ensemble des actions entreprises pour transformer un échantillon de son état d'origine à une forme adaptée à une analyse en laboratoire.
Quels outils de Prépolissage choisir pour un équipement de réduction d'échantillon optimisé ?
Chaque Broyeur Retsch est livré avec des outils de Prépolissage optimisés en termes de fonctionnalité et de manipulation. Cependant, en raison de la grande variété d'applications, les exigences peuvent différer grandement. C'est pourquoi Retsch offre une grande variété d'accessoires. Pour les Broyeurs à billes et à disques, par exemple, les ensembles de Prépolissage sont disponibles en différentes tailles. En utilisant des tamis de distance et des rotors, il est possible de traiter des matériaux sensibles à la température dans Broyeurs à rotors. Tous les outils de Prépolissage sont disponibles en différents matériaux.
Les matériaux utilisés pour les outils de Prépolissage Retsch peuvent être regroupés comme suit :
- Métal (acier, fonte, titane)
- Céramique (carbure de tungstène, oxyde de zirconium, oxyde Aluminium fritté, porcelaine dure)
- Pierre naturelle (agate)
- Plastiques (PTFE, PP, PC)
Le caractère approprié d'un matériau pour un type particulier de Broyeur est déterminé par ses propriétés chimiques et physiques. Toutes les aciéries peuvent utiliser des outils de Prépolissage en acier. En règle générale, le matériau de l'outil de Prépolissage devrait être plus dur que l'échantillon pour minimiser l'usure. De plus, une bonne résistance à l'usure est importante pour les échantillons abrasifs. Le Prépolissage cryogénique nécessite habituellement des outils en acier, sauf pour les appareils CryoMill et MM 500 control, qui offrent également de l'équipement en zirconium ou en carbure de tungstène à cette fin. Le Prépolissage humide nécessite de très petites billes de Prépolissage et des matériaux ayant une bonne résistance à l'usure, généralement à l'aide d'oxyde de zirconium. Le carbure de tungstène, connu pour sa résistance à l'usure et sa dureté, est utilisé pour Prépolissage d'échantillons très durs.
Dans le processus de réduction mécanique de la taille, l'abrasion est inévitable. Par conséquent, lors du choix d'un matériau pour le fraisage, il est important de déterminer si une contamination potentielle due à l'abrasion pourrait avoir un impact négatif sur le produit ou une analyse subséquente, comme l'influence de l'abrasion au chrome ou au nickel sur l'analyse des métaux lourds. Les matériaux neutres à analyser sont privilégiés. Un autre aspect clé des Broyeurs à billes et des broyeurs à disques vibrants est l'apport d'énergie provenant de différents matériaux. Par exemple, les billes de Prépolissage en carbure de tungstène génèrent un apport d'énergie nettement plus élevé, ce qui entraîne une réduction plus efficace de la taille, en raison de leur Densité plus élevée que les billes de même taille fabriquées à partir d'autres matériaux.
Broyeurs à tambour et tests Bond-Index: important équipement de réduction de taille
Le Broyeur à tambour est un type de Broyeur à billes adapté à la pulvérisation de grandes tailles d'alimentation et de grands volumes d'échantillons jusqu'à 35 l. Le processus de Prépolissage est effectué soit dans des conditions sèches ou humides. La finesse finale réalisable dépend des milieux de Prépolissage utilisés.
Un autre Domaine d'application de la TM 300 est l'essai d'indice de liaison. L'indice de liaison sert à évaluer l'efficacité du Prépolissage et à calculer la Puissance de Prépolissage nécessaire lors du choix de l'équipement de réduction de taille dans la phase de conception, par exemple, d'une usine Mines. La détermination précise de l'IBB est cruciale pour la conception et l'estimation précises des coûts liés au processus de comminution dans des industries comme le ciment, l'exploitation Mines ou l'acier.
Le Broyeur à billes et le module de Broyeur à tiges peuvent tous deux être utilisés pour le processus. Il faut au moins 15 à 20 kg de matériau d'échantillonnage pour simuler un circuit de Prépolissage fermé.
Broyeurs à tambour
Module broyeur à billes
L'indice de travail du Broyeur à billes (IBB) est utilisé pour une gamme allant de 2,1 mm jusqu'à 100 μm. L'échantillon doit être prébroyé à la granulométrie définie ci-dessous.
- Minéraux : 3,35 mm et tamisés
- Carotte de forage : 3,35 mm et tamisée
Le nombre optimal de billes de Prépolissage est de 285. Les diamètres des billes variant en raison de l'usure, le nombre total devrait être ajusté de temps à autre pour assurer une masse totale de 20,125 grammes.
Le pot de Prépolissage du Broyeur à billes Bond Index mesure 12'' x 12'' et a des coins bien arrondis.
Module broyeur à barres
L’indice de travail du Broyeur Rod (RWI) est utilisé pour la détermination de la granulométrie dans une gamme de dimensions allant de 25 mm jusqu’à 2,1 mm. L’échantillon doit être prébroyé à la granulométrie définie ci-dessous.
- Minéraux : 12,50 mm et tamisé
- Carotte de forage : 12,50 mm et tamisé
- Demi-carotte de forage : 12,50 mm et tamisé
Le pot de Prépolissage pour le Broyeur Bond Index Rod mesure 12′′ x 24′′ et a une conception en forme de vague.
Les appareils RETSCH sont utilisés dans tous les secteurs industriels aussi bien pour la préparation d’échantillons, avec une large gamme de méthodes analytiques, que pour l’analyse granulométrique, dans un contexte de contrôle de production et analyse de la qualité
RETSCH connait une augmentation des exigences dans ces domaines avec une philosophie produit basée sur cette citation d’ Aristote:
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