Industrie des ciments
Fragmentation - Applications aux substances industrielles

1.1 Concassage de la matière brute

La préparation des matières premières pour la cimenterie a pour but :

• d’amener le produit de carrière à une dimension requise pour la préhomogénéisation ;

• de fragmenter les produits jusqu’à une maille compatible avec le broyage de cru.

Les appareils de concassage fournissent des morceaux de dimension maximale voisine de 30 mm, pour être ensuite préhomogénéisés. Les concasseurs à impact à double rotor offrent un rapport de réduction très élevé. On peut avoir le schéma type suivant : un concasseur primaire à mâchoire suivi d’un concasseur à impact, ou un concasseur primaire à mâchoires suivi d’un concasseur secondaire giratoire. Pour obtenir un concassage fin, une presse à rouleaux peut alimenter avantageusement le broyeur à boulets en produit prébroyé. On multiplie ainsi la capacité du broyeur d’un facteur 1,5.

Les crus très collants peuvent être traités en voie sèche par des broyeurs semi-autogènes (SAG) utilisant pour le séchage du brut de grands volumes de gaz à bas potentiel thermique, issus des cyclones et des refroidisseurs des gaz équipant le four de clinkérisation. Ensuite, les refus grossiers du séparateur à air du SAG sont rebroyés dans un broyeur à boulets. On peut aussi éliminer les silex grossiers par criblage à la sortie du SAG.

1.2 Broyage de cru de cimenterie

Le ciment est fabriqué à partir de calcaire et d’argile, et d’ajouts tels que les oxydes de fer, la bauxite et aussi la silice fine lorsque le cru est trop riche en carbonates. Le mélange est ensuite décarbonaté et cuit vers 1 450 à 1 550 ˚C pour donner le clinker.

Pour permettre les combinaisons entre solides et entre les phases solide, liquide et gaz, les particules doivent être suffisamment fines : seulement 1 % en masse des grains dépassent 200 µm et 10 % dépassent 100 µm. Le circuit de broyage, correspondant à cette exigence, est assuré par divers types de broyeurs pouvant être associés ...