Les avantages du broyage vibratoire

Rob Yake, chef de produit broyeur, SWECO | 21 mars 2023

La réduction de la taille des particules ou le broyage est un élément fondamental de nombreuses industries importantes - produits chimiques organiques et inorganiques, minéraux, céramiques, peintures, encres d'imprimerie, produits pharmaceutiques et bien d'autres. Ces industries et d'autres dépendent fortement du broyage comme l'une des étapes de base de leur traitement. Le broyage est un art ancien et il existe de nombreuses méthodes et machines de broyage. Le broyage des particules peut avoir lieu par voie humide ou sèche, selon la nature du matériau et le principe de la machine. Un broyeur vibrant peut être appliqué aussi bien au broyage humide qu'au broyage à sec. Cependant, la mécanisation des deux méthodes nécessite des conceptions très différentes. Le broyage humide traditionnel est réalisé dans un broyeur vibrant ayant un rapport diamètre/hauteur de un pour un. Le broyage à sec traditionnel est réalisé dans un broyeur ayant un rapport diamètre/hauteur de deux pour un.

De nombreux broyeurs traditionnels peuvent broyer jusqu'à moins 10 microns, mais leur incapacité à fournir un produit dans la gamme des microns inférieurs avec une distribution granulométrique étroite les rend inadéquats pour de nombreux processus industriels modernes. Le broyeur vibrant est capable de broyer à un micron ou moins en moyenne avec une distribution granulométrique très étroite. De plus, il broie et disperse avec une grande vitesse et efficacité en utilisant moins d'énergie que les autres broyeurs conventionnels.

Les broyeurs vibrants utilisent un mouvement tridimensionnel pour produire l'action vibratoire nécessaire pour broyer une variété de matériaux. C'est ce mouvement à haute fréquence qui permet aux broyeurs vibrants d'effectuer un broyage fin à une taille de particules d'un demi-micron ou moins avec des résultats constants.

Il existe quelques formes d'action de broyage qu'un broyeur vibrant peut effectuer, mais la principale est l'impact. L'impact est la fracture des particules lorsque les médias entrent en collision les uns avec les autres. Avec ce type de broyeur, il est préférable que le matériau soit friable. Ainsi, tout matériau susceptible d'être brisé par impact peut être broyé dans un broyeur vibrant.

Pour le broyage à sec, une taille de départ typique pour le matériau est de ¼ de pouce (6 350 microns). Les broyeurs vibrants peuvent généralement réduire la taille du matériau jusqu'à 30 microns. Les poudres inférieures à 30 microns ont tendance à recouvrir le support, à former un gâteau au fond de la chambre et à coller au couvercle et aux parois de la chambre, ce qui empêche le processus de broyage. Pour cette raison, le broyage sec vibratoire doit être limité à 30 microns. Cependant, pour le broyage humide, les particules solides se trouvent dans une solution permettant à un broyeur vibrant de broyer le matériau de manière plus cohérente et uniforme. Le matériau commence généralement à 300 microns et peut être réduit jusqu'à 0,2 micron.

Que le broyage soit effectué dans un broyeur sec ou humide, la réduction de taille repose sur un lit fluidisé de corps broyants qui est activé par le mouvement de la chambre de broyage. Ce sont les médias qui font le travail.

Étant donné que ce sont les médias qui effectuent le travail, le choix du bon média est extrêmement important. Les médias se présentent sous différentes formes, tailles et matériaux. Le support de choix pour la plupart des applications de broyage dans un broyeur vibrant est celui d'un cylindre d'alumine frittée. Pendant la vibration, le support cylindrique a tendance à s'aligner en couches ou en feuilles avec chaque morceau de support assis côte à côte. Ce média reposera dans la chambre de broyage formant ce que l'on appelle un lit cylindrique garni. L'action médiatique produit des contacts face à face, ligne à ligne et point à point. Il en résulte que les particules plus grosses sont préférentiellement broyées, ce qui donne une distribution de particules très étroite.

Pendant le broyage, chaque morceau individuel de support cylindrique tourne lentement sur son propre axe contre les autres. Cela fournit une petite quantité de force de cisaillement qui est efficace dans la dispersion des agglomérats et amène les agents mouillants en contact avec les particules brisant la tension superficielle. De plus, la rotation entraîne une usure uniforme de la surface du média qui empêche la formation de facettes.

Le broyage vibratoire n'est pas la réponse à toutes les solutions de broyage. Mais si les exigences de votre processus incluent une taille de particules fines, une distribution granulométrique étroite, un broyage rapide et efficace, un faible apport d'énergie et une installation et une maintenance faciles, le broyage vibratoire peut être votre meilleure option.

Rob Yake est chef de produit broyeur chez SWECO. Il a plus de 35 ans d'expérience avec les équipements de traitement des solides en vrac.

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