Robert JOUSSEMET

Les opérations unitaires mises en oeuvre dans les techniques séparatives sont le plus souvent précédées ou couplées avec des phases de classement en divers lots de granulométries différentes. En effet, les appareils de concentration gravimétrique ne donnent de bons rendements que sur des matériaux ayant des intervalles granulométriques bien définis. Ils sont donc conduits à opérer un lavage préalable. Est désigné sous le nom de classification hydraulique en dimensions l'ensemble des procédés permettant de séparer les particules solides d'une suspension en milieu liquide, en deux ou plusieurs fractions de granularités différentes par la seule action d'un champ d'accélération ou centrifuge.

La sédimentation permet de séparer des particules supérieures à la centaine de micromètres. Par contre, la séparation de fines particules inférieures à cette taille doit faire appel à la force centrifuge. Les hydrocyclones sont des appareils statiques de forme cylindroconique ou cylindrique, dans lesquels la pulpe minérale est injectée tangentiellement sous pression. Les éléments de la pulpe subissent ainsi une centrifugation. Les particules grossières se déplacent vers la paroi du cyclone et les particules fines restent dans la zone centrale de l'appareil. Les coupures granulométriques usuelles sont comprises entre quelques centaines et quelques dizaines de microns.

Cet article tente d’apporter une réponse industrielle aux opérations unitaires de criblage et à l'emploi des appareils qui leur sont spécifiques. Le nombre de plus en plus important de modèles de cribles entraîne une augmentation de la taille et surtout de la largeur des cribles. Faire le bon choix n'est pas une chose aisée, d’autant plus que l’opération de criblage inclut de nos jours plusieurs fonctions. Quels critères de choix retenir au regard des contraintes d’utilisation ? Et ensuite, comment effectuer le calcul d’un crible ? La situation concrète de la préparation mécanique des minerais a été choisie afin de mieux illustrer la démarche de conception d’une opération de criblage.

Le criblage et le tamisage sont des opérations unitaires qui ont pour but de séparer une population de fragments de matière suivant leur dimension. Théoriquement, le terme tamisage est réservé à des séparations fines au-dessous du millimètre et le terme criblage à des séparations grossières, mais usuellement, le terme criblage recouvre les deux types de séparation. Les particules pouvant subir un criblage ou un tamisage peuvent être d'origine minérale, végétale, naturelle ou artificielle. Le but du criblage peut être très différent : séparation des plus gros fragments, inversement élimination des fractions les plus fines, amélioration de l’efficacité d’un procédé. Cet article décrit les principaux appareils et les différentes techniques de criblage existants à ce jour.

Le procédé de concentration gravimétrique est largement employé en minéralurgie. Cet article présente successivement la modélisation du sluice, du séparateur à milieu dense, du jig et de la spirale, principaux appareils gravimétriques. Le but de la modélisation est de permettre la prédiction des possibilités de partage d’un séparateur pour des tonnages, des caractéristiques de minerai et des paramètres fonctionnels variables. Chaque équipement possède des conditions d’emploi spécifiques, le choix dépendra également du but recherché, relavage ou récupération.

Cet article est consacré aux différentes technologies utilisées en gravimétrie, technique très présente en minéralurgie. Adaptés aux petites installations, aux unités mobiles, mais également au traitement de grands tonnages, ces procédés utilisent le même principe, mais avec quelques variantes. Citons la concentration par accélération différentielle ou la concentration gravimétrique en voie sèche, sans oublier celle appliquée au traitement des fines particules.

La concentration gravimétrique est la méthode qui, avec le tri manuel, a la plus ancienne histoire industrielle. Détrônée par la suite par l’apparition des méthodes faisant intervenir les propriétés physicochimiques (la flottation) puis les propriétés chimiques (l’hydrométallurgie), elle connaît pourtant une renaissance grâce à ses multiples possibilités (traitement des granulométries grossières, aucun emploi de réactifs polluants…). Ce sont les différents mouvements des particules dans un fluide provoqués par la gravité et d’autres forces qui rendent possible ce phénomène de concentration. Les limites de ce procédé sont essentiellement imposées par la nature minéralogique et/ou granulométrique des minerais.