I. — APPAREILS BROYEURS

On fait usage d'une foule de broyeurs des types les plus divers, dont les uns ne peuvent être employés avantageusement que dans des buts particuliers ; tels sont les moulins à boulets et les mortiers, qui ne servent guère que pour produire un broyage très fin, à sec ; les autres au contraire trouvent un emploi général et il nous suflfira de décrire très sommairement les principaux types de ces derniers.

Concasseur. — Les concasseurs servent à diviser les frag-. raents les plus gros avant de les envoyer aux broyeurs proprement dits ; la division des minerais a lieu dans ces appareils par l'action de deux surfaces planes en fonte ou en acier, les mâchoires, dont l'une est verticale et fixe, tandis que l'autre, disposée obliquement, oscille faiblement autour d'un axe horizontal. Grâce à la succession rapide des mouvements et à la forte compression exercée par la mâchoire mobile, les fragments introduits dans Tintervalle compris entre ces mâchoires, qu'on appelle la gueule du concasseur, sont peu à peu brisés ; le broyage progressif s'effectue par le fait que les fragments partiellement écrasés à la partie supérieure, la plus large, de la gueule, glissent par suite des oscillalions, de plus en plus bas dans l'intervalle des mâchoires et

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demeurant soumis à Taction toujours renouvelée de celle qui est mobile, ils deviennent finalement assez petits pour passer à travers l'intervalle, d'ouverture variable, qu'on laisse entre les arêtes inférieures des mâchoires.

Cylindres broyeurs. — Ils sont constitués par deux cylindres horizontaux, d'égal diamètre, qui tournent en sens inverse et entre lesquels sont introduites les masses à broyer. Les cylindres sont construits en deux parties, le noyau et le manchon : le noyau est en fonte et reste calé sur Tarbre ; le manchon est en métal plus dur et comme l'usure ne se produit qu'à la surface des cylindres, on le fabrique avec de la fonte coulée en coquille, ou en acier fondu, et on le remplace quand la surface de travail est usée.

I^e diamètre des cylindres est d'autant plus grand que les produits à désagréger sont plus gros et doivent être plus finement broyés. Quand le diamètre est trop petit pour une grosseur déterminée de minerai, les fragments ne sont que peu ou point saisis par les cylindres et leur travail ne s'exécute que par à coups, sans régularité. Si le diamètre est plus grand qu'il n'est nécessaire ils laissent passer plus facilement, plus graduellement les matières broyées, et ils ont une plus longue durée ; en effet leur vitesse de rotation est moindre, les différents points des surfaces sont soumis à un travail plus petit, enfin la pression étant répartie plus régulièrement sur les. surfaces frottantes, il se produit moins de rayures et d'autres irrégularités perturbatrices : il est donc pratique de se servir de cylindres de fort diamètre.

Le minerai est amené entre les deux cylindres par une auge de distribution à secousses, qui tient toute la largeur de l'un d'eux ; une fois broyé il tombe dans une rigole cimentée placée sous les cylindres, dans le sens de leur longueur, et il est entraîné par un courant d'eau qui arrive sur les cylindres à l'aide de petits tuyaux perforés.

Bocards. — Un bocard est une sorte de pilon gigantesque ; il est essentiellement formé de semelles horizontales sur lesquelles travaillent des flèches verticales munies de sabots à leur partie inférieure ; le broyage a lieu sous l'influence de la force vive que les flèches acquièrent quand on les laisse

LES HtTAUX CONSIDiiftfiS EN EUX-M&MBS

tomber d'une certaine hauteur avant d'atteindre le minerai placé sur la semelle.

Les semelles a (flg. 14). sont des plaques de tonte ayant communément 80 centimètres de long, 10 de large, 15 d'épaisseur ; elles reposent sur des supports de lonte b ayant la même longueur et la même largeur, mais seulement 9 centimètres d'épaisseur.

Les flèches f sont en fer et sont guidées entre des armatures de fonte c ; leur partie inférieure, légèrement effilée, se loge dans la cavité conique, garnie de bois tendre, de sabots d en fonte dure, ayant environ 27 centimètres de hauteur et une section carrée de 15 centimètres de côté ; en g la section de la flèche augmente de façon à recevoir un montant de bois h, le ment(ynnel, qui se fixe à l'aide de coins à l'intérieur d'une fente pratiquée dans la portion élargie de la flèche.

Les semelles sont placées dans une caisse en bols, Vauge de boiaidage, où travaillent les flèches ; sur un des longs côtés de cette auge, quelquefois sur les deux, est disposé un tamis suffisamment fin ( en tôle d'acier dont les orifices varient de I""',5 à 0"'",25de diamètre ; il occupe toute la largeur de l'auge, un peu au dessus de la semelle, et permet à l'eau ainsi qu'aux parcelles ayant atteint la finesse voulue de passer dans une rigole d'écoulement, la rigole à troubles, placée devant l'auge ; en k se trouve le canal de chargement des minerais à broyer.

Les flèches reçoivent leur mouvement d'un arbre moteur consistant en un tambour de fonte o, calé sur un arbre en

Plg. 14.

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fer forgé de 10 centimètres de diamètre, supporté par des montants auxquels sont également fixés les guides (* ; sur Tarbre sont placées des cames de soulèvement p qui soulèvent les flèches en agissant, pendant la rotation de Tarbre, sur les saillies des mentonnets /* ; l'arbre opère trois levées, c'est-à-dire que pour chaque flèche il y a trois cames et la répartition des cames correspondantes aux diverses flèches du bocard est faite de telle sorte que jamais deux d'entre elles ne sont simultanément soulevées, mais toutes les levées ont lieu successivement pour l'ensemble du bocard, la 3"" flèche de chaque batterie suivant la première, puis la seconde ensuite et enfin la quatrième.

Un arbre de transmission p' communique son mouvement au tambour o et par suite aux flèches, par l'intermédiaire d'un petit pignon en fonte n et d'une grande roue m à dents en bois.

Une flèche armée de son sabot et de son mentonnet pèse 140 kilos environ ; elle se soulève d'une vingtaine de centimètres 15 fois par minute pour retomber sur la semelle à la surface de laquelle est étalé le minerai à broyer.

Moulin Schranz. — Dans cet appareil, le broyage a lieu comme entre les cylindres broyeurs, mais au lieu de deux cylindres horizontaux tournant en sens inverse, nous avons ici un plateau faiblement conique, fixé sur un arbre vertical, et tournant sous des meules coniques appliquées contre lui par de solides ressorts ; il imprime à ces meules un mouvement de rotation et expose peu à peu à leur pression le minerai répandu à sa surface, il en détermine ainsi le broyage.

Le plateau de broyage qui est en acier fondu a 1"^,50 de diamètre, 275"°"^ de largeur de piste, 5 centimètres d'épaisseur et sa surface annulaire présente une inclinaison de 27™™ vers l'extérieur ; il est fixé sur un disque de fonte de forme correspondante, solidement renforcé, et porté par un arbre vertical également en fonte. Ce plateau, qui fait environ 12 tours à la minute, communique, par frottement, son mouvement à un système de 3 meules ou rouleaux, dont les axes, passant au centre du plateau, forment entre ^eux des angles

de 120 degrés. Les meules, constituées par un noyau de fonte revêtu d'un manchon d'acier, sont coniques (750"^™ pour le plus grand diamètre, 475"»°* pour le plus petit, 275'""' de longueur) et leur conicité est choisie de façon à obtenir, pendant la marche de l'appareil, des vitesses égales pour les surfaces des meules et du plateau ; on évite ainsi, entre ces deux surfaces, un glissement préjudiciable au broyage.

Le minerai est progressivement broyé par son passage entre le plateau et les meules, car la pression de la première sous laquelle passe le minerai étalé est moindre que celle de la seconde, et celle-ci plus faible que la dernière. Chaque meule est débarrassée des matières concassées adhérentes par un filet d'eau, et après son passage sous la dernière la substance broyée est rejetëe hors du plateau par des jets d'eau vigoureux venant d'un tuyau perforé placé derrière le rouleau et disposé obliquement par rapport au plateau ; le mélange boueux tombe dans une gouttière et de là, guidé par des raclettes, il gagne la rigole aux troubles qui l'emmène dans des bassins de dépôt.

Moulin Uéberle. — Ce moulin broie le minerai qu'on lui amène entre un premier disque, le plateau, animé d'un mouvement lent et un second disque, le coursier, qui tourne avec rapidité ; ce dernier est disposé latéralement contre le plateau et fortement appuyé sur lui par des ressorts. Le broyage, qui est le résultat du frottement, est produit par le mouvement du coursier et par la pression qu'il exerce, grâce aux ressorts qui l'appuient contre le plateau, sur le minerai placé entre les deux disques. On peut faire agir deux coursiers à la fois, mais alors il faut augmenter le diamètre du plateau par rapport à celui des coursiers ; quand deux coursiers ne suffisent pas, on en emploie quatre disposés par couples, l'un en face de l'autre et agissant sur deux plateaux montés parallèlement sur un arbre commun.

Les plateaux sont des disques verticaux en fonte, d'une seule pièce, de 2 mètres de diamètre, à la surface desquels sont montées des plaques de travail en acier fondu, dont le diamètre a 1™ 90 ; chacune d'elles a 4 centimètres d'épaisseur et est formée de trois segments égaux reliés chacun au

plateau par cinq vis. Les coursiers se composent aussi de deux parties, un disque de fonte verlical calé sur l'arbre de rotation et une plaque de travail en acier fondu assujettie par quatre vis sur le disque de fonte ; leur diamètre est de 70 centimètres environ et Tépaisseur des plaques de travail de 45 milimètres; les plateaux font deux tours par minute, les coursiers 250.

Leà plaques de travail des plateaux portent trois rangées concentriques de rainures radiales; les deux rangées extrêmes, dont la largeur est de 10 millimètres, servent au meulage ; la rangée du milieu, dont les rainures larges de 40'""' pénètrent jusque dans le plateau, sert à amener par des canaux le minerai à broyer, venant de la trémie de chargement, entre les coursiers et le plateau. Les plaques de travail des coursiers sont également garnies de cannelures, mais celles-ci au lieu d'être disposées en couronnes concentriques décrivent deux spirales d'Archimède ; ces cannelures ne traversent pas la plaque de part en part comme celles des disques-plateaux, elles n'ont qu'une profondeur de 35 millimètres et de cette façon on évite la séparation par rupture des plaques usées et l'on empêche les troubles qui en résulteraient dans la marche de l'appareil.

Le chargement du minerai à broyer se fait sous un courant d'eau continu ; le minerai broyé est projeté par la force centrifuge vers le bord des plateaux et de là il tombe par des rigoles dans des cribles appropriés. Comme le moulin Héberle sert exclusivement à broyer des grenailles d'un calibre de 10 à 2 millimètres, les vis disposées derrière les ressorts des coursiers permettent de régler la distance de ceux-ci au plateau et delà faire varier de 1 àO"""-,5, suivant le degré de finesse que l'on veut atteindre.

— Si après avoir décrit les types principaux de broyeurs, nous examinons les aptitudes de chacun d'eux au point de vue de la division des minerais, nous arrivons aux conclusions suivantes :

Le concasseur doit être employé surtout pour remplacer le travail à la main dans le triage des minerais gros, pauvres et de même espèce, ou quelquefois pour ramener à un cali-

LES MÉTAUX GONSIDÉRÉS EN EUX-MÂMBS 51

bre de 20™" des produits que Ton enverra ensuite à d'autres broyeurs qui achèveront de les diviser.

Les cylindres broyeurs conviennent pour produire tous les degrés de broyage nécessaires à obtenir la division de tous les produits qui résultent des opérations de triage sous la forme de morceaux moyens, de grenailles ou de sables ; ils sont particulièrement avantageux pour mettre à Tétat de grenailles ou de sables les produits mixtes en Iragments moyens de grossière agglomération ; ils ont sur les autres broyeurs, sur les bocards en particulier, l'avantage de pouvoir maintenir régulièrement le degré reconnu convenable pour le broyage des minerais d'agglomération grossière et par conséquent riches ; on peut avec eux exécuter des broyages successifs, relativement peu coûteux, exerçant une influence favorable sur le chifire des déchets. Comme ils ne donnent qu'une petite quantité de sables et de poussières (schlamms), leur emploi doit être écarté quand il s'agit de broyer des minerais très finement imprégnés dans lesquels tes parcelles métalliques sont éparses et à peine perceptibles à l'œil, à moins qu'on ne puisse employer des cylindres dont les bandages soient très exactement tournés.

Le bocard peut, comme le broyeur à cylindres, être employé pour tous les produits mixtes, en morceaux grenailles ou en sables. Il convient non pour des minerais riches, à éléments grossièrement juxtaposés, mais pour des matières pauvres, surtout pour des masses minérales imprégnées. Si on ne peut arriver à séparer les espèces minérales qu'en les réduisant à l'état de sables fins ou de poussière, aucun autre appareil broyeur ne sera mieux approprié pour atteindre le but. Toutefois il faut prendre en considération un inconvénient fort important, qui est une consommation d'eau extraordinairement forte alors que le débit des bocards n'est que peu considérable.

Le moulin Schranz n'a qu'un emploi limité dans le broyage fait en vue delà séparation; il est applicable, en effet, surtout à la division de grenailles mixtes dont le diamètre n'est pas supérieur à 10 millimètres, et dont la composition est telle que pour les séparer, il ne soit pas nécessaire de pousser

52 INTRODUCTION A l'ÉTUDE DES M^AUX

le broyage jusqu'au calibre des sables ou des schlamms ; il convient bien mieux que le bocard pour des minerais plus ou moins ricbes, du calibre maximum de 10 millimètres dont le broyage ne doit être poussé que jusqu'au gros sable (l"*"'-,.^) ; il est donc bon surtout au rebrôyage de grenailles complexes résultant de la séparation des produits donnés par les cylindres ou venant du sortissage du menu sortant.

Il en est sensiblement de même pour le moulin Héberle.