Introduction : les défis d’ingénierie rencontrés dans le processus de concassage du basalte
Connues pour leur dureté, leur origine volcanique et leur caractère abrasif, les roches basaltiques constituent, grâce à leur haute résistance à la compression et leur faible taux d’absorption d’eau, l’une des sources d’agrégats les plus privilégiées pour les centrales à béton haute résistance, les projets d’infrastructure et la production d’asphalte de qualité (couche de roulement).
Cependant, la forte teneur en silice et l’abrasivité du basalte entraînent deux problèmes d’exploitation majeurs lorsque la configuration appropriée du concasseur n’est pas sélectionnée :
- Indice élevé de forme plate / allongée : une forme d’agrégat non conforme réduit l’ouvrabilité du béton et augmente la consommation de ciment.
- Coûts excessifs de fonderie et d’usure : un mauvais choix de concasseur entraîne une usure rapide des battoirs et des blindages, ainsi que des coûts élevés de pièces de rechange.
Pour obtenir la forme cubique des agrégats et du sable basaltique de qualité en fractions 0-5 mm / 0-3 mm requis dans les projets d’infrastructure, les étapes du processus validées par l’ingénierie de General Makina sont présentées ci-dessous.
Processus étape par étape de concassage et de cubisation du basalte
1. Alimentation et pré-criblage : absorption des chocs
Le basalte tout-venant (brut) extrait de la carrière doit être acheminé régulièrement vers le concasseur primaire.
- Trémie d’alimentation vibrante pour roches : grâce à ses ressorts renforcés et à ses éléments anti-usure, elle absorbe l’énergie des chocs provoqués par la chute des gros blocs de basalte. Sa grille de bypass permet de séparer les matériaux grossiers avant leur entrée dans le concasseur.
- Alimentateur Wobbler : dans les matériaux basaltiques tout-venant à forte humidité et à forte teneur en argile, les arbres à disques tournent sur leur propre axe, empêchant complètement les bourrages et le colmatage du crible.
2. Concassage primaire : première réduction des gros blocs (concasseurs à mâchoires série GPJ)
Dans le processus de concassage du basalte dur et abrasif, le principe généralement reconnu par les spécialistes du concassage et du criblage est l’utilisation d’un concasseur à mâchoires au stade primaire.
Les concasseurs à mâchoires General Makina de la série GPJ (de GPJ-60 à GPJ-140), grâce à leurs larges ouvertures d’alimentation et à leurs mécanismes de réglage hydrauliques, compriment et broient les gros blocs de basalte afin de les préparer pour l’étape secondaire. Leurs blindages en acier moulé à haute teneur en manganèse offrent une longue durée de vie lors du traitement des roches dures.
3. Concassage secondaire : réduction des coûts de fonderie (concasseurs à cône)
Dans les matériaux basaltiques durs et à forte teneur en silice, l’utilisation de concasseurs secondaires à percussion (à rotor) entraîne une usure rapide des battoirs en raison de leur vitesse de rotation élevée et augmente les coûts d’exploitation. C’est pourquoi les concasseurs à cône doivent être privilégiés au stade secondaire.
Les concasseurs à cône broient le matériau en le comprimant entre un manteau tournant de manière excentrique et des blindages concaves. Ce mécanisme permet de maintenir les coûts de maintenance des pièces moulées à un niveau minimal tout en donnant au matériau sa première forme cubique.
4. Concassage tertiaire et production de sable fin : excellent indice de forme (concasseurs à arbre vertical - VSI)
Détail critique du secteur : les concasseurs tertiaires à percussion classiques ne doivent pas être privilégiés dans le processus de concassage du basalte, car ils entraînent une usure excessive et des coûts élevés de pièces de rechange.
Pour obtenir du sable fin en fractions 0-5 mm et 0-3 mm ainsi que des agrégats parfaitement cubiques, des concasseurs à percussion à arbre vertical (VSI / GNR-MVSI) sont utilisés à cette étape.
- Principe de la pierre contre la pierre : les morceaux de basalte projetés par le rotor sont projetés contre les pierres placées dans la chambre rocheuse du corps du concasseur et sont ainsi broyés. Comme le matériau est concassé contre la pierre, l’usure des composants métalliques à l’intérieur de la machine et les coûts des pièces de rechange sont réduits au minimum.
- Cubisation parfaite : les arêtes plates et lamellaires sont éliminées, ce qui permet d’obtenir un indice de forme d’agrégat idéal pour les bétons et asphaltes haute résistance.
5. Intégration du criblage et du lavage : classification complète
Après le concassage, des cribles vibrants à corps boulonné sans soudure sont utilisés afin de séparer le matériau selon les granulométries souhaitées (par exemple 0-5 mm, 5-12 mm, 12-22 mm). Lorsqu’il est nécessaire d’éliminer l’argile ou le limon présent dans le matériau, des laveurs à vis sans fin ou des installations mobiles de lavage et de criblage sont intégrés à la ligne.
Tableau comparatif : choix du type de concasseur pour le processus de traitement du basalte
| Type de concasseur | Principe de fonctionnement | Adaptation au processus de traitement du basalte | Coût d’exploitation / d’usure | Contribution à la cubisation |
|---|---|---|---|---|
| Concasseur à mâchoires GPJ | Broyage et compression sous pression | Idéal pour l’étape primaire | Faible | Niveau de base |
| Concasseur à cône | Compression entre manteau et blindage concave | Idéal pour l’étape secondaire | Faible | Excellent |
| Concasseur tertiaire à percussion | Impact des battoirs du rotor | Non recommandé (provoque une usure excessive) | Très élevé | Élevée |
| Concasseur à arbre vertical (VSI) | Principe de la pierre contre la pierre | Idéal pour le concassage tertiaire / la production de sable | Très faible | Excellent (100 % cubique) |
Conseil d’ingénierie issu de l’expérience sur le terrain
"La plus grande erreur commise dans les projets de concassage du basalte consiste à choisir des concasseurs à percussion aux étapes secondaire ou tertiaire afin de réduire le coût d’investissement initial. La forte teneur en silice du basalte use très rapidement les battoirs. Pour assurer une rentabilité à long terme, la combinaison Concasseur primaire à mâchoires + Concasseur secondaire à cône + Concasseur tertiaire à arbre vertical (VSI) constitue l’approche d’ingénierie la plus appropriée du secteur." — Équipe R&D et ingénierie de terrain de General Makina

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