Les avantages du meulage vibratoire

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

La réduction ou le broyage de la taille des particules 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 encore. Ces industries et d’autres dépendent fortement du broyage comme l’une des étapes de base de leur transformation. 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 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 inférieure du micron avec une distribution granulométrique étroite les rend inadéquats pour de nombreux processus industriels modernes. Le broyeur vibrant est capable de broyer jusqu'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 au broyage d’une variété de matériaux. C'est ce mouvement à haute fréquence qui permet aux broyeurs vibrants d'effectuer un broyage fin jusqu'à une taille de particule d'un demi-micron ou moins avec des résultats cohérents.

Il existe plusieurs formes d’action de broyage qu’un broyeur vibrant peut effectuer, mais la principale est l’impact. L'impact est la fracturation des particules lorsque les milieux entrent en collision les uns avec les autres. Avec ce type de broyeur, il est préférable que le matériau soit friable. Ainsi, tout matériau pouvant 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 vibratoire à sec 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 microns.

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

Puisque ce sont les médias qui effectuent le travail, le choix du bon média est extrêmement important. Les médias se présentent sous de nombreuses formes, tailles et matériaux différents. 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, les supports cylindriques ont tendance à s'aligner en couches ou en feuilles, chaque morceau de support étant placé côte à côte. Ce média restera 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 les plus grosses sont préférentiellement broyées, ce qui entraîne une distribution de particules très étroite.

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