Paramètres de la classification pneumatique
Classification pneumatique

J3160 v1 Article de référence

Paramètres de la classification pneumatique
Classification pneumatique

Auteur(s) : Pierre BLAZY, El-Aïd JDID

Date de publication : 10 juin 2010 | Read in English

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Sommaire
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Présentation

1 - Paramètres de la classification pneumatique

1.1 - Paramètres dépendant du matériau

Tableau 1
1.2 - Paramètre dépendant de l'appareil

2 - Analyse dimensionnelle des séparations gaz-solides

3 - Rendement et qualité d'une classification industrielle

3.1 - Relation entre rendement et bilan massique
3.2 - Détermination de la qualité et de la limite de séparation à partir de la courbe de partage
3.3 - Prévision du rendement de classification à partir de la courbe de partage

4 - Types de sélecteurs

4.1 - Sélecteurs à courant gazeux horizontal ou vertical

Figure 7 - Sélecteurs pneumatiques Tableau 2
4.2 - Appareils utilisant la force centrifuge

Tableau 3 Tableau 4

5 - Aspects industriels

5.1 - Applications

Tableau 5 Tableau 6 Tableau 7
5.2 - Consommation énergétique, usure et prix de revient
5.3 - Cas industriels

Bibliographie & annexes

Présentation

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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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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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-j3160

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Analyse dimensionnelle des séparations gaz-solides

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1. Paramètres de la classification pneumatique

Les principaux paramètres affectant la classification dépendent du matériau, de l'appareil et de son réglage.

1.1 Paramètres dépendant du matériau

HAUT DE PAGE

1.1.1 Densité et forme des particules

Tout sélecteur pneumatique classe les particules selon leur vitesse de chute dans un gaz porteur. Cette vitesse dépend de leur densité et de leur forme. Ainsi, plus la forme d'une particule s'écarte de celle de la sphère, plus cette particule se comporte comme si elle était moins lourde qu'une même particule sphérique. On est donc amené à définir un coefficient de forme F, rapport entre la dimension de la particule selon la méthode de mesure choisie et le diamètre de la sphère équitombante de même nature.

On appelle particules équitombantes les particules dont les vitesses limites de chute sont identiques.

Si ρ _S est la densité des particules de dimension a faisant l'objet d'un essai de séparation et si a _S est le diamètre de la sphère équitombante avec un matériau de référence (la farine calcaire, avec une densité de 2,6 et une forme approximativement cubique, est la référence pour une large gamme de produits), on a les relations :

a = a_{S} F {(1 / ρ_{S})}^{1/2}

^( 1 )

où

a = a_{S} K

^( 2 )

Le paramètre K est appelé facteur limite de séparation.

Le tableau 1 donne, en fonction de la méthode...

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