Dans un circuit fermé de concassage et de criblage, le concasseur ne traite pas uniquement l’alimentation neuve. La matière retenue par le crible au-dessus de la taille cible retourne elle aussi au concasseur. Le débit entrant dans l’installation n’est donc pas la charge réelle du concasseur. Un calcul rigoureux définit d’abord le flux de référence du taux de retour, puis réunit alimentation neuve et recyclage dans un même bilan massique.
Définir d’abord le pourcentage : quel flux sert de dénominateur ?
Sur site, l’expression « 40% de retour » peut avoir deux sens. Dans la première définition, le débit recyclé C est divisé par l’alimentation neuve F : R = C/F. Il s’agit du taux de charge circulante couramment utilisé en traitement des minéraux. Dans la seconde, le refus recyclé est divisé par le débit total reçu par le crible T : q = C/T. Ces deux rapports ne sont pas égaux. Si l’offre, la mesure ou le rapport de poste n’indique pas le dénominateur, un même pourcentage conduit à des charges d’équipement différentes.
Un bilan massique simple révèle la charge totale du concasseur
En régime stable et sans flux secondaire non mesuré, le débit total vers le concasseur vaut T = F + C. Si la charge circulante est R = C/F, le multiplicateur de charge totale est T/F = 1 + R. Lorsque le refus est exprimé par rapport à l’alimentation totale du crible, q = C/T, l’équation C = q × (F + C) conduit à R = q/(1-q). Cette relation ne vaut qu’en régime stable, avec un stock constant et des flux définis ; une mesure prise pendant le remplissage ou la vidange d’une trémie ne représente pas le bilan.
Exemple : pourquoi le même taux de 40% donne-t-il deux résultats ?
Les valeurs suivantes sont illustratives et ne constituent pas un engagement de capacité pour un équipement Metkan. Prenons une alimentation neuve F = 20 t/h et supposons que 40% du débit total au crible soit recyclé. On a alors q = 0,40. Ainsi R = 0,40/(1-0,40) = 0,67. Le recyclage C vaut 13,33 t/h et la charge totale du concasseur et du crible T = 33,33 t/h. Autrement dit, recycler 40% du flux total correspond à une charge circulante de 66,7% par rapport à l’alimentation neuve.
En revanche, si « le recyclage représente 40% de l’alimentation neuve », on prend R = 0,40. Avec la même alimentation neuve de 20 t/h, C vaut 8 t/h et T vaut 28 t/h. L’écart de 5,33 t/h entre les deux résultats provient uniquement du changement de dénominateur. Pour interpréter l’intensité du concasseur ou la charge moteur, il faut demander « par rapport à quel débit ? » avant « quel pourcentage ? ».
Pourquoi la charge circulante augmente-t-elle ?
Un recyclage élevé ne signifie pas toujours que le concasseur est sous-dimensionné. La granulométrie en sortie dépend de la taille d’alimentation, de la fragmentabilité, de la vitesse du rotor, de la configuration de la grille ou des ouvertures, de l’usure des pièces et de la régularité de l’alimentation. Côté crible, ouverture, surface utile, épaisseur du lit, proportion de grains proches de la coupure, humidité et colmatage peuvent augmenter le refus. Des pertes ou une ségrégation dans une goulotte de transfert peuvent aussi fausser le débit de retour mesuré.
Les indicateurs de pureté et de récupération du guide du 29 septembre sur l’efficacité du criblage complètent cette analyse. Un passant apparemment propre ne prouve pas que toute la matière à la taille cible est devenue produit. Si des fines partent au refus, une circulation inutile apparaît : le concasseur retraite les mêmes particules et les convoyeurs ou élévateurs transportent davantage. Il faut donc examiner, avec la même maille de contrôle, les granulométries de l’alimentation neuve, de la sortie concasseur, du passant et du refus, en plus du tonnage recyclé.
Mesurer le circuit pendant une période de fonctionnement stable
Mesurez l’alimentation neuve et le recyclage sur le même intervalle. Si des bascules à bande sont présentes, consignez le zéro, la vitesse et l’état d’étalonnage ; sinon, choisissez une méthode adaptée, par exemple une collecte chronométrée contrôlée ou le bilan vérifié d’une trémie peseuse. Les échantillons doivent représenter tout le flux et la même période stable. ISO 11648-1 fournit des principes généraux pour l’échantillonnage représentatif et le traitement statistique des matériaux en vrac ; elle ne définit pas à elle seule la méthode de terrain ni les réglages des machines.
Si les humidités diffèrent, ne comparez pas directement les tonnages humides ; convertissez-les en débits de solides secs. Intégrez au bilan l’aspiration des poussières, les pertes de produit, les variations de stock et tout autre flux secondaire. Si l’alimentation neuve et le produit final ne concordent pas en régime stable, vérifiez d’abord les mesures et les stocks. Une charge circulante négative ou physiquement impossible indique généralement des prélèvements non synchrones, une mesure de débit erronée ou un flux omis.
Vérifier les équipements sur la charge du circuit, pas seulement l’alimentation neuve
Le concasseur, le crible, le convoyeur de retour, l’élévateur et les goulottes supportent la charge totale du circuit. Utiliser uniquement le débit neuf pour analyser l’intensité moteur, l’épaisseur du lit sur le crible, le taux de remplissage du convoyeur ou les débordements sous-estime la sollicitation réelle. Le tonnage calculé ne suffit toutefois pas à choisir un modèle : masse volumique apparente, taille maximale, humidité, granulométrie cible, abrasivité, durée de fonctionnement et pointes transitoires doivent aussi être prises en compte.
Pour localiser le goulot, fermez d’abord le bilan de mesure, puis ne modifiez qu’une variable. Stabilisez l’alimentation, analysez la sortie du concasseur et les produits du crible, puis remesurez le recyclage dans les mêmes conditions de poste. Si une correction du crible réduit la circulation tout en maintenant la qualité, le problème peut relever de la classification avant la capacité du concasseur. Si le criblage reste stable mais que la fraction grossière augmente en sortie concasseur, examinez les conditions de concassage et les pièces d’usure. Modifier plusieurs réglages à la fois masque les causes.
Quelles données faut-il pour une offre ou une modernisation du circuit ?
Transmettez à Metkan le débit neuf, le dénominateur utilisé pour le recyclage, les granulométries de l’alimentation et des quatre flux principaux, l’humidité, les heures de marche et les données des équipements existants. Les intensités moteur, ouvertures du crible, dimensions des goulottes et convoyeurs, ainsi que des échantillons de la même période, renforcent l’étude de modernisation. Ces éléments permettent d’évaluer ensemble circuit ouvert ou fermé, charges réelles et localisation du goulot au concassage, au criblage ou au transfert.
Sources et note de calcul
L’exemple repose sur un bilan massique en régime stable. Les sources étayent la définition de la charge circulante, les relations du circuit fermé et les principes d’échantillonnage ; il ne s’agit ni d’une mesure client ni d’une garantie produit.
