Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Les sélecteurs pneumatiques classent les particules dispersées dans un milieu gazeux selon leur vitesse de chute dans un gaz porteur. Les principaux paramètres qui affectent cette classification dépendent du matériau (sa densité, les dimensions et l’humidité des particules) et de l'appareil (son débit gazeux, sa limite de séparation). Les sélecteurs pneumatiques sont de deux types : les chambres de sélection statiques et les appareils utilisant la force centrifuge. Ils trouvent leurs applications dans le traitement des matières minérales, poudres métalliques, abrasifs, ciment.
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Pneumatic selectors classify the particles dispersed in a gaseous medium according to their fall velocity in a carrier gas. The principal parameters affecting this classification depend on the material (its density, size and humidity of the particles) and the device (its gas flow rate and separation limit). Pneumatic selectors are of two types: static selection chambers and devices using centrifugal force. Applications can be found in the processing of minerals, metal powders, abrasives and cement.
Auteur(s)
-
Pierre BLAZY : Professeur Honoraire - Ancien Directeur de l"École nationale supérieure de géologie (ENSG)
-
El-Aïd JDID : Ingénieur de recherche au Laboratoire environnement et minéralurgie (LEM), UMR 7569, Nancy Université (ENSG-INPL), CNRS
INTRODUCTION
La classification, ou sélection, pneumatique est réalisée très souvent à température ambiante avec une suspension de particules dans un gaz, afin d'obtenir deux fractions séparées, dont l'une contient les particules de dimension supérieure à une dimension donnée et l'autre celles de dimension inférieure à cette dimension. Elle est fondée sur la différence pouvant exister entre les vitesses de chute des particules dans un gaz. Ces particules sont en général suffisamment fines pour que leurs mouvements obéissent à l'application de la loi de Stokes.
La classification pneumatique est différente du dépoussiérage dont le but est l'élimination quasi totale de particules solides contenues dans un gaz porteur (cf. dossier « Dépoussiérage et dévésiculage » [J 3 580]). C'est ainsi que, pour le dépoussiérage, il n'existe pas de spécification optimale pour le matériau à traiter, tandis que, pour une classification pneumatique, il existe une relation entre la finesse de l'alimentation du classificateur et celle du produit fin séparé.
Tous les appareils de séparation pneumatique fonctionnent avec un courant gazeux. Bien que l'on s'efforce d'utiliser au mieux les forces en présence, la classification pneumatique, qui peut être nette suivant la théorie, l'est imparfaitement en pratique. En effet, peuvent intervenir des forces externes au mélange gaz-particules dues à des champs d'accélération créés par la gravité, le magnétisme ou l'électrostatique, ou des forces internes au mélange gaz-particules dues à la centrifugation, la diffusion, la coagulation électrostatique... Ces forces peuvent s'ajouter ou s'opposer, être ou non modulées, créer ou non des effets perturbateurs. Ces effets se manifestent dans la précision de la coupure granulaire, l'assemblage des appareils et l'économie du procédé.
Le lecteur se reportera au dossier « Fragmentation. Aspects théoriques » [J 3 050].
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Paramètres de la classification pneumatique5. Aspects industriels
5.1 Applications
La classification à sec est une nécessité lorsque le broyage est effectué à sec ou lorsque l'on doit classer des matières réagissant avec l'eau ou des produits dont la finesse nécessiterait des séparations solide-liquide très difficiles.
Les appareils peuvent être utilisés :
-
en circuit ouvert ; il s'agit alors la plupart du temps d'un dépoussiérage ;
-
en circuit fermé avec un appareil de broyage, soit pour régler la finesse du broyage, soit pour effectuer une préclassification avant le broyage, surtout lorsqu'il s'agit, pour des matières minérales, d'éliminer une fraction grossière ;
-
en cascade selon que l'on cherche à obtenir différentes tranches granulaires, ou à soulager les appareils réalisant des coupures fines avec des débits unitaires peu importants.
Pour des classifications de haute précision intéressant des matériaux tels que encres en poudre (toner), poudres époxydes, poudres métalliques, abrasifs, etc., il apparaît qu'un circuit ouvert sans séparation préliminaire des fines avant la classification peut s'avérer insuffisant. Dans ce cas, une séparation partielle des particules fines dans un cyclone ou un recyclage partiel de l'air à l'intérieur du circuit peut s'avérer extrêmement efficace.
D'une façon générale, la sélection de particules ultrafines ne peut s'appliquer qu'à des débits horaires limités. Pour le domaine 5 à 30 μm, on fait appel à des sélecteurs mécaniques à axe vertical, à rotor horizontal et à spirale.
La circulation des produits pulvérulents entre les appareils pose généralement des contraintes souvent difficiles à résoudre. En effet, lorsque l'on installe un sélecteur, la distance entre le point d'alimentation et l'évacuation a une grande importance. Quand il s'agit d'un couplage broyeur-sélecteur, le produit grossier retourne généralement au broyeur par des conduits de descente et l'alimentation en produit est généralement réalisée au moyen d'un élévateur à godets. Pour éviter ce genre de dispositif contraignant et augmenter la souplesse de l'atelier, on s'oriente généralement vers des transports de matières pulvérulentes (charbon, cendres volantes, laitier, farine, calcaire) à l'état fluidisé dans l'air.
Les références des différents...
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Aspects industriels
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ALBER (D.) - Air Classifiers : down to the limit. - Industrial Minerals, p. 67-39, déc. 2007.
-
(2) - ALBERT (O.) - Operating experience with a new multi-component recirculating air separator. - Zement, Kalk und Gips, 33(5), p. 236-239 (1980).
-
(3) - AUSTIN (L.G.), LUCKIE (P.T.) - An empirical model for separator data. - Zement, Kalk und Gips, 29(10), p. 452-457 (1976).
-
(4) - BAUDET (G.), BLAZY (P.), CHAHDI (A.), PINEAU (J.L.) - Efficacité de la classification ultrafine en voie sèche par un sélecteur dynamique. - In Broyage fin, Les Techniques, Éd. SIM, chap. 1, p. 4-19, janv. 1998.
-
(5) - BAUDET (G.), BIZI (M.), CHAHDI (A.), GABORIAU (H.), SERON (A.) - Influences of operating parameters and shape factor of particles on performances of a dynamic air classifier. - Proc. Of the XXI IMPC, Rome, p. A4-21-30 (2000).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1.1 Constructeurs (liste non exhaustive)
Buell Division of Fisher-Klosterman, Inc. http://www.fkinc.com
Hosokawa Alpine Aktiengesellschaft & Co. OHG http://www.hosokawamicron.com
Hosokawa Micron Powder Systems http://www.hosokawamicron.com
Hosokawa Micron France. (1, 2) KHD Humboldt Wedag GmbH https://www.hmicronpowder.com/
KHD Humboldt Wedag GmbH http://www.khdhw.com
Netzsch-Feinmahltechnik GmbH http://www.netzsch.com
Netzsch-Feinmahltechnik GmbH http://www.netzsch-grinding.com
Nisshin Engineering Inc. http://www.nisshineng.com
Poittemill Ingénierie (2) http://www.poittemill.com
Sturtevant Inc. http://www.sturtevantinc.com
Sweco, A business Unit of M-I L.L.C. http://www.sweco.com
Ecutec Barcelona SL http://www.sweco.com
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