I. Aperçu du processus
Les sites de production de sable granitique utilisent généralement un procédé de concassage et de criblage en plusieurs étapes. Grâce à une configuration des équipements optimisée scientifiquement et à un contrôle des paramètres de procédé, cette approche permet une production de sable manufacturé efficace et de haute qualité. Le procédé comprend des étapes critiques telles que le concassage primaire, le concassage secondaire/tertiaire, la mise en forme du sable, le lavage et la déshydratation. Chaque étape est parfaitement intégrée pour garantir la qualité du sable fini.
II. Étapes spécifiques du procédé
1. Étape de concassage primaire
Manipulation des matières premières : Les gros blocs de granit (≤ 1 500 mm) entrent en premier sur la ligne de production. Ces matériaux en vrac sont placés sur un alimentateur vibrant, qui vibre uniformément pour acheminer le granit à un débit constant vers le concasseur à mâchoires. Par exemple, dans une usine de sable granitique traitant 2 000 tonnes par jour, l’alimentateur vibrant transporte uniformément environ 250 tonnes de granit brut par heure. Concassage grossier : Le concasseur à mâchoires utilise la compression entre les mâchoires mobiles et fixes pour effectuer le concassage grossier des gros blocs de granit. Après concassage grossier, le produit est constitué de granulats grossiers d'une granulométrie ≤ 300 mm. En production, la capacité de traitement du concasseur à mâchoires est étroitement liée à la dureté et à la granulométrie de la matière première. Généralement, pour le granit de dureté moyenne, le concasseur à mâchoires peut traiter 300 à 500 tonnes de matière première par heure, produisant environ 200 à 350 tonnes de granulats grossiers.
Précautions : Un contrôle strict de la granulométrie d'alimentation est essentiel à cette étape. Des granulométries d'alimentation excessives, dépassant la capacité nominale du concasseur à mâchoires, réduisent l'efficacité des équipements suivants. Par exemple, une granulométrie d'alimentation supérieure à 1 500 mm entraîne une baisse d'environ 20 % de l'efficacité du concasseur, ce qui augmente l'usure de l'équipement et réduit sa durée de vie. 2. Étape de concassage moyen et fin
Transport et concassage : Les matériaux issus du concassage grossier sont transportés par des convoyeurs à bande vers des concasseurs à cône pour le concassage moyen et fin. Utilisant le principe de concassage par compression de couches, les concasseurs à cône réduisent le matériau à ≤ 60 mm par rotation et compression coniques. Dans une usine de sable granitique de taille moyenne, le concasseur à cône traite 200 à 300 tonnes de matériau grossièrement concassé par heure, produisant environ 180 à 270 tonnes de produit moyennement fin.
Conception en circuit fermé : Afin de garantir la conformité granulométrique, cette étape intègre un crible vibrant pour un fonctionnement en circuit fermé. Le crible vibrant sépare le matériau concassé : les particules qualifiées passent au processus suivant, tandis que les particules surdimensionnées sont renvoyées par un convoyeur à bande vers le concasseur à cône pour un nouveau concassage. Par exemple, avec une ouverture de crible de 60 mm, environ 10 à 15 % du matériau est renvoyé pour cause de surdimensionnement.
3. Production et façonnage du sable
Processus de production du sable : Le matériau concassé moyennement fin entre dans le concasseur à percussion à arbre vertical, où il est concassé en mode « pierre sur pierre » ou « pierre sur fer ». Le mode « pierre sur pierre » convient au granite de haute dureté, permettant une fragmentation par impact mutuel entre les particules. Le mode « pierre sur fer » est idéal pour les applications nécessitant une forme de particules supérieure, utilisant la collision entre le matériau et les revêtements métalliques pour affiner la forme des particules. Après traitement, le matériau est produit sous forme de sable manufacturé de 0 à 5 mm. Dans une usine de sable granitique de grande taille, le concasseur à percussion à arbre vertical peut traiter 150 à 200 tonnes de matériau concassé moyennement fin par heure, produisant environ 130 à 180 tonnes de sable manufacturé.
Optimisation de la granulométrie du sable : Les broyeurs à rouleaux haute pression optimisent encore la granulométrie du sable et améliorent son module de finesse. Grâce à la compression haute pression, ces broyeurs permettent une distribution granulométrique plus uniforme, augmentant le module de finesse de 0,1 à 0,2. Par exemple, après traitement par le broyeur à rouleaux haute pression, le module de finesse du sable fabriqué peut passer de 2,8 à environ 3,0, répondant ainsi mieux aux exigences techniques de construction en matière de granulométrie.
4. Lavage et déshydratation
Procédé humide : Pour le sable à forte teneur en limon, un lavage par un laveur de sable est nécessaire. Ce laveur utilise le flux d’eau pour éliminer la terre, les impuretés et autres contaminants du sable. Le sable lavé est ensuite déshydraté via un tamis, produisant ainsi un sable de qualité supérieure dont la teneur en humidité est inférieure ou égale à 15 %. Dans une usine de production de sable traitant 1 000 tonnes de sable de qualité supérieure par jour, le laveur de sable peut traiter 120 à 150 tonnes de sable à forte teneur en limon par heure, tandis que le tamis de déshydratation réduit la teneur en humidité de 30 % à 40 % à moins de 15 %.
Procédé à sec : Le procédé à sec remplace le lavage à l’eau par un équipement de dépoussiérage. Grâce à un ventilateur, cet équipement extrait la poussière du sable pour la purifier. Le procédé à sec est adapté aux régions où les ressources en eau sont limitées, réduisant ainsi les rejets d’eaux usées et allégeant la pression environnementale.
III. Configuration des principaux équipements
1. Équipement principal
Concasseur à mâchoires (concassage primaire) : Le concasseur à mâchoires est l’équipement principal du concassage primaire. Il offre des avantages tels qu’une structure simple, un fonctionnement fiable et un taux de concassage élevé. Sa capacité de traitement varie selon le modèle, les concasseurs à mâchoires courants traitant de 100 à 1 000 tonnes de matière première par heure.
Concasseur à cône (concassage moyen/fin) : Les concasseurs à cône sont adaptés aux étapes de concassage moyen et fin, se caractérisant par une efficacité de concassage élevée et une granulométrie uniforme. Leur capacité de traitement varie généralement de 100 à 800 tonnes par heure, avec différents modèles disponibles en fonction des besoins de production.
Concasseur à percussion à arbre vertical (façonnage) : Le concasseur à percussion à arbre vertical est l'équipement clé pour la mise en forme du sable, produisant du sable manufacturé présentant une excellente granulométrie et une granulométrie raisonnable. Sa capacité de traitement varie généralement de 50 à 500 tonnes par heure, selon la dureté de la matière première et les exigences de rendement.
2. Systèmes auxiliaires
Cribleur vibrant : Les cribles vibrants sont utilisés pour classer les matériaux concassés, séparant les produits qualifiés des produits non qualifiés. Les types courants incluent les cribles vibrants circulaires et linéaires, atteignant des rendements de criblage supérieurs à 90 %.
Convoyeur à bande : Les convoyeurs à bande constituent le principal équipement de manutention des matériaux, permettant un transport continu et stable des matériaux entre les processus. Leur capacité de transport varie en fonction de la largeur et de la vitesse de la bande, les modèles courants pouvant traiter de 50 à 2 000 tonnes par heure.
Équipements de dépoussiérage/lavage du sable : Les systèmes de dépoussiérage éliminent les particules du sable dans les procédés à sec, tandis que les équipements de lavage du sable le nettoient dans les procédés humides. Le rendement de dépoussiérage dépasse 95 % et les taux de récupération du sable lavé dépassent 90 %.
3. Procédés spécialisés
Concassage du granit dur : Pour le granit dur, un procédé de concassage en trois étapes, composé d'un concasseur à mâchoires, d'un concasseur à cône et d'un broyeur à sable, est recommandé. Ce procédé optimise la puissance de chaque équipement, améliorant ainsi l'efficacité du concassage et la qualité du produit. Par exemple, pour le concassage de granit d'une dureté de 120 à 140 MPa, le procédé en trois étapes augmente la production de sable fini de 15 à 20 % tout en réduisant la teneur en particules fines et en paillettes de 20 à 30 %.
Concassage de roche tendre : Pour les roches tendres, le procédé de concassage en deux étapes, composé d'un concasseur à mâchoires et d'un broyeur à sable, peut être simplifié. Les roches tendres ont une dureté plus faible et sont plus faciles à concasser. Ce procédé en deux étapes répond aux exigences de production tout en réduisant les investissements en équipements et les coûts d'exploitation.
IV. Points clés du contrôle qualité
1. Contrôle du taux de concassage
Taux de concassage grossier : Il est recommandé de maintenir le taux de concassage grossier entre 4 et 6. Un taux de concassage grossier raisonnable garantit l’efficacité du concasseur à mâchoires tout en fournissant une granulométrie d’alimentation adaptée aux étapes ultérieures de concassage moyen et fin. Par exemple, avec un taux de concassage grossier de 5, le concasseur à mâchoires atteint une capacité de traitement optimale et le fonctionnement des équipements suivants reste relativement stable.
Taux de concassage moyen et fin : Il est recommandé de maintenir le taux de concassage moyen et fin entre 3 et 4. Un taux de concassage moyen-fin approprié réduit la production de particules en forme d’aiguilles et de flocons, améliorant ainsi la qualité du sable fini. Des recherches indiquent qu’avec un taux de concassage moyen-fin de 3,5, la teneur en particules en forme d’aiguilles et de flocons peut être réduite à moins de 10 %. 2. Optimisation de la granulométrie
Alimentation pour concassage mi-fin : Le contrôle de la granulométrie d'alimentation pour concassage mi-fin à ≤ 50 mm permet de réduire de 38 % la teneur en particules aciculaires et floconneuses. En production réelle, l'installation d'un équipement de criblage approprié entre le concasseur primaire et le concasseur à cône garantit la conformité de la granulométrie d'alimentation. Par exemple, dans une usine de sable granitique, l'optimisation de la granulométrie du tamis pour contrôler la granulométrie d'alimentation pour concassage mi-fin ≤ 50 mm a permis de réduire la teneur en particules aciculaires floconneuses dans le sable fini de 18 % à 11 %.
3. Conception en circuit fermé
Recirculation du tamis : Le retour des matériaux surdimensionnés pour re-concassage améliore le rendement. La conception en circuit fermé permet la recirculation des particules surdimensionnées pour leur retraitement, garantissant un concassage et un façonnage complets pour une meilleure conformité du produit. Par exemple, une usine de sable produisant 800 tonnes de sable fini par jour a vu son rendement augmenter de 85 % à 92 % grâce à la mise en œuvre d'une conception en circuit fermé. 4. Normes de qualité du produit fini
Ce procédé permet d'obtenir plus de 90 % de sable fini de moins de 5 mm, répondant ainsi aux normes pour les bétons C30 et supérieurs. Ces bétons imposent des exigences strictes en matière de granulométrie, de granulométrie, de teneur en argile et d'autres indicateurs. Grâce au processus et aux mesures de contrôle qualité susmentionnés, un sable de haute qualité, conforme aux normes, peut être produit.
