MINÉRALURGIE

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La fragmentation

La fragmentation est une des plus importantes opérations industrielles. Son intérêt déborde largement le cadre de l'industrie minérale ; la métallurgie, la chimie et la cimenterie, par exemple, utilisent également des techniques de fragmentation. À l'échelle mondiale, on estime à plusieurs milliards de tonnes le poids des matériaux fragmentés par an, et plus de 3 p. 100 de l'énergie produite dans le monde alimente des engins de fragmentation.

La dimension D des grains (mesurée par tamisage ou tout autre procédé) entrant et sortant d'un appareil de fragmentation n'étant pas uniforme, un produit est caractérisé par son spectre granulométrique. L'étude de la composition granulométrique s'inspire des procédés statistiques. Les courbes granulométriques sont des fonctions de distribution, qui diffèrent cependant des courbes statistiques correspondantes sur un point capital : la grandeur portée en ordonnée est le poids au lieu du nombre des grains (l'abscisse étant souvent égale à lg D). La statistique pondérale n'est pas, en effet, une simple transposition de la statistique numérale. Ainsi, la courbe de fréquence pondérale n'a aucun caractère probabiliste et le mode (maximum de la courbe de fréquence, point d'inflexion de la courbe de répartition) ne représente plus le grain le plus fréquent (la courbe de fréquence numérale d'un produit broyé est toujours une courbe amodale dite « en i »).

Pour établir un lien entre les distributions numérale et pondérale, on admet que, pour un produit donné, le poids p d'un grain est statistiquement proportionnel au cube de sa dimension p = k1D3. Entre la distribution pondérale P(D) et la distribution numérale N(D) existe donc la relation :

C est une constante qui tient compte des unités. En intégrant (1) entre D = 0 et D = ∞, on obtient 1 = C ( k1 ( μ3′ (où μ3′ = ∫D3dN(D) représente le moment statistique d'ordre 3). Le produit C ( k1 dépend donc non seulement de la forme des grains, mais aussi de la distribution elle-même. Dans le même ordre d'idées, on peut écrire que la surface s d'un grain est liée à sa dimension par :

Les appareils de fragmentation sont classés en deux grandes familles

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Écrit par :

  • : ingénieur civil des Mines, docteur en sciences appliquées, professeur ordinaire et directeur de service à l'Université libre de Bruxelles, membre de l'Académie royale des sciences outre-mer et de sociétés savantes

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Pour citer l’article

Georges PANOU, « MINÉRALURGIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 juin 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/mineralurgie/