Les tâches de la technologie de criblage dans l'industrie du verre

21.04.2020, Remscheid, Allemagne

On trouve du verre dans presque tous les domaines de la vie quotidienne, en commençant par l'industrie de la construction, passant par les télécommunications, les ménages, l'alimentation, la construction automobile et aéronautique jusqu'à l'optique. Les exigences toujours croissantes en matière de verres techniques ne peuvent être satisfaites qu'en utilisant des matériaux de base toujours plus précis comme le sable de quartz et la soude. Un grand nombre de produits issus de verre tels que la laine de verre, les microbilles de verre ou les déchets de verre ne deviennent un produit commercialisable que grâce à leur criblage. Les technologies de criblage de RHEWUM peuvent représenter ici un énorme avantage.

La production de verre

La technique de production du verre est connue depuis plus de 6 000 ans. Elle a été continuellement affinée jusqu'à aujourd'hui. Depuis lors, le verre a été utilisé dans un large éventail d'applications et est devenu un matériau polyvalent. En général, chaque verre contient un ou plusieurs oxydes formateurs de verre. Les plus utilisés sont le dioxyde de silicium (SiO2), c'est-à-dire le sable de quartz, mais aussi le trioxyde de bore et le pentoxyde de phosphore.

Le criblage dans les industries de base

Les matériaux de base nécessaires à la production de verre, tels que le sable de quartz, la soude et le carbonate de potassium, doivent être disponibles sous une forme suffisamment fine avant la transformation afin d‘obtenir un produit final homogène. Pour se faire, ce sont des cribles spécifiques pour le criblage par voie sèche ou par voie humide qui se sont imposés.

La préparation du sable de verre

Les réserves mondiales de sable de quartz ont été déclarées comme "pratiquement illimitées", alors que toutes les qualités ne conviennent pas pour le sable de verre. De très grands gisements de quartz se trouvent dans des parties éloignées de l'Europe. Les besoins mondiaux atteignaient en 2013 les 142 millions de tonnes. En 2014, l'Allemagne exportait 10,4 millions de tonnes de sable de quartz à l'étranger - avec une consommation propre de 3,74 millions de tonnes. Le sable de quartz est extrait soit par voie humide soit par voie sèche, puis ensuite transporté vers l'usine de traitement appropriée. D'autres étapes de processus physiques et chimiques suivent, en fonction de la composition de la matière première. Si de grandes quantités de sables de haute qualité doivent être produites, on accordera alors une attention particulière à l'absence d'éclaboussures (grains grossiers dans la matière fine) avec en même temps un degré élevé de séparation de la matière fine.

Criblage par voie humide

Si le sable est extrait par voie humide, c’est alors un criblage par voie humide qui s’impose comme procédé. L'objectif est d'obtenir un criblage par voie humide sans éclaboussure pour pour des séparations de grains inférieures à 1,0 mm avec des quantités d'alimentation élevées et un rendement optimal en matière fine. Pendant longtemps, cela n'a pu se faire que par un criblage à sec. Grâce à son crible à double fréquence avec irrigation complémentaire, le criblage par voie humide peut maintenant être réalisé. En effet, il est de nos jours très important de travailler en économisant nos ressources, c'est-à-dire en maintenant la consommation d'eau aussi faible que possible. La technologie RHEWUM DFN apporte ici une contribution essentielle, car elle peut fonctionner dans le circuit primaire avec la même eau en circulation. Le problème du criblage par voie humide classique est qu'après l’apparission de la suspension sur la toile de tamisage, le liquide s'écoule très rapidement. Il en résulte la formation d'un gâteau de tamisage dur et difficile à transporter. Ainsi, Il est quasiment impossible de transporter la matière sans ajout de liquide. C’est justement pour les grains de taille < 1 mm, que de grandes quantités d'eau sont nécessaires afin que le criblage puisse avoir lieu. De plus, le transport d‘un gâteau de tamisage déshydraté exerce une forte pression sur les mailles de la toile de criblage fortement sollicitée et l‘use.

Avec le tamisage humide classique, le problème de l'assèchement rapide est résolu par une pulvérisation supplémentaire. L'eau du jet s'écoule sans être utilisée. Pour la pulvérisation à des pressions allant jusqu'à 6 bars, il faut utiliser de l'eau douce coûteuse, sinon les buses se boucheront ou s'useront rapidement. Avec la technologie RHEduoN, plusieurs toiles de tamisage tendues longitudinalement sont disposées l'une derrière l'autre. Entre elles, il y a des zones où le trop-plein asséché est à nouveau mélangé à l'eau. Grâce à son entraînement à double fréquence, on obtient un bon criblage avec une moindre consommation d'eau, une faible usure et en même temps une bonne déshumidification du trop-plein.

La production de soude

La soude est nécessaire pour abaisser le point de fusion du verre. Dans le criblage de la soude lourde, une coupe grossière est généralement fixée à 1,0 ou 1,18 mm et une coupe fine à 106 ou 150 μm. Les températures élevées des produits, jusqu'à 160 °C, sollicitent souvent beaucoup les composants des machines. Cette fonction va être remplie par deux concepts différents. Dans la première approche, la séparation grossière se fait sur des cribles vibrants conventionnels - la poussière est ensuite éliminée par des pompes puissantes sur les convoyeurs refroidisseurs. Cette approche implique toutefois une perte considérable de produit dans le matériau fin, de sorte que le matériau extrait doit être à nouveau criblé par la suite. En outre, des surfaces de filtration relativement grandes sont nécessaires et des pertes d'énergie non négligeables se produisent.

L'autre approche consiste à utiliser deux étages de criblages en une unique étape de processus. Il est question d‘un crible à deux étages ou de deux étages reliés en série. La deuxième solution donne les meilleurs résultats de criblage. Les plans de décharge permettent d'utiliser des unités de criblage plus compactes, car la charge sur le plan fin peut être considérablement réduite. Les cribles à excitation directe de type RHEsono^® et WAU se sont révélés très efficaces à bien des égards, car le boîtier statique du crible permet une installation même dans les bâtiments de grande hauteur. Les exigences habituelles du produit, à savoir 1 % de matière grossière et 10 % maximum de matière fine dans le produit et plus de 85 % de rendement nominal en grains, peuvent être atteintes sans difficulté. Et ce, avec une consommation d'énergie spécifique de 0,14 kWh/t.

Recyclage du verre usagé

Le verre usagé recyclé peut être utilisé comme additif pour la production de verre ainsi que transformé en d'autres produits de haute qualité. Il s'agit, par exemple, de matériaux d'isolation et de calorifugeage ou même de microbilles de verre.

Transformation du verre usagé en microbilles de verre

Les microbilles de verre sont un des domaines du recyclage du verre usagé. Pour ce faire, le verre monochrome est d'abord brisé puis classé en différentes fractions. Ici, on utilise soit des cribles vibrants à plusieurs étages, soit des cribles à excitation directe. Les fractions produites passent ensuite dans un four et obtiennent ainsi leur forme sphérique.

Alors que les exigences imposées au calcin classé sont relativement faibles en ce qui concerne la valeur des grains défectueux, celles imposées aux microbilles sont très élevées. Un grand nombre de petites particules doivent produire avec le moindre nombre de grains défectueux et produire un maximal de grains parfaits. Dans ce domaine, le crible à étages RHEWUM MDS offre les meilleurs résultats. Une seule machine peut produire jusqu'à 12 fractions différentes. Grâce à la faible vitesse de transport et au nettoyage efficace des toiles de tamisage par le principe de micro projection, les étages de tamisage horizontaux permettent des rendements nominaux de 95 % et plus. Les dimensions modulaires de 0,7 à 5,6 m2 par étage de tamisage et jusqu'à 23 étages de tamisage permettent d'adapter rapidement cette machine à l'évolution des besoins. Il est possible de monter des cribles d'une surface de criblage allant jusqu'à 123 m2. À l'échelle industrielle, des Microbilles de verre sont utilisées pour obtenir des coupes de séparation jusqu'à 56 μm. Techniquement, il est même possible de séparer jusqu'à 25 μm, sans modifier l'appareil de criblage. Les microbilles de verre sont utilisées pour le marquage des routes, les agents sidérurgiques pour la construction mécanique, dans l'aviation ou même dans l'industrie automobile.

La production de verre expansé ou verre cellulaire

Un autre domaine est la production de granulés de verre expansé à partir de verre usagé. Les déchets d'origine sont nettoyés, triés, classés et traités ultérieurement. Après un autre processus de broyage, la poudre de verre est garnie d'additifs, granulée, expansée et cuite. Grâce à la faible densité apparente de 0,33 à 0,15 t/m3, à l'origine minérale et aux propriétés positives qui en résultent, telles que la respirabilité, la résistance à l'humidité, l'isolation thermique et l'absence de polluants/allergènes, un large éventail d'applications est possible. En raison de la qualité de criblage continue requise pour les étapes de processus suivantes, les cribles à excitation directe de type RHEsono^® ou WAU avec carter de crible statique sont souvent utilisés pour le criblage de la matière première (grain vert). Ils garantissent un fonctionnement sans blocage à des coûts d'exploitation minimaux. Les coupes de séparation ici vont de 5 mm à environ 100 μm.  Le matériau soufflé est ensuite classé en une variété de bandes de grains très propres par des cribles à plusieurs étages. En raison des propriétés abrasives du granulat de verre expansé, il est recommandé d'utiliser un crible à jet.

La conception de la machine et son dimensionnement

En raison des exigences toujours croissantes en matière de classification, les tests sont d'une grande importance pour obtenir des informations significatives sur les valeurs de grains et les rendements de produits incorrects. Pour ce faire, RHEWUM dispose d'une installation pilote dans laquelle toutes les étapes importantes du processus peuvent être réalisées afin de déterminer la méthode de classification appropriée. Comme le montre le grand nombre de tâches de classification, il est essentiel que différentes technologies de classification appropriées soient disponibles. L'application d'une seule technologie ne peut pas répondre aux attentes et ne permet pas d'obtenir des produits de qualité suffisante.

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