Concasseur de granulats pour production de sable

Qu'est-ce qu'une usine de concassage d'agrégats pour le sable ?

Une usine de concassage d'agrégats pour le sable est un système complet qui transforme des roches brutes ou des matériaux recyclés en sable de construction de haute qualité. Elle fonctionne comme une ligne de production continue, intégrant plusieurs opérations — de l'alimentation en matières premières au stockage du sable fini. Le processus comprend le concassage, le criblage, la fabrication de sable, le lavage et la manutention des matériaux, garantissant que le produit final répond aux spécifications pour le béton ou l'asphalte.

Différences avec une usine d’agrégats générale

Alors qu'une usine d'agrégats générale produit une variété de matériaux grossiers et fins (graviers, pierres concassées, mélanges de sable), une usine axée sur le sable se concentre sur le concassage fin et le façonnage.

Les principales distinctions incluent :

• Accent sur le concassage fin : l'objectif est de produire du sable (0–4,75 mm), et non des granulats grossiers.
• Contrôle de la forme des particules : les usines à sable utilisent des équipements conçus pour produire des grains arrondis et cubiques, essentiels pour la maniabilité du béton.
• Gestion des fines : la poussière fine et le limon doivent être contrôlés pour respecter des normes strictes de granulométrie et de propreté.
• Classification et lavage avancés : les lignes de production de sable reposent souvent sur des hydrocyclones ou des classificateurs à air pour obtenir un calibrage précis.

Matières premières courantes

• Le sable peut être fabriqué à partir de diverses sources brutes :
• Granite – dur, résistant et adapté au sable de béton de haute qualité.
• Basalte – haute résistance et résistance à l’usure, idéal pour les applications structurelles.
• Calcaire – plus tendre et plus facile à travailler, souvent utilisé pour le sable routier et de construction.
• Pierres de rivière – naturellement lisses, produisent un sable avec une bonne forme et texture.
• Béton recyclé (RCA) – option écologique ; nécessite un nettoyage et un traitement minutieux pour éliminer les contaminants.

Étapes clés du processus de production de sable

1. Concassage primaire (étape de concassage grossier)

L'étape de concassage primaire réduit les grosses pierres (généralement de 500 à 1 000 mm) en morceaux maniables d'environ 100–200 mm. Cela est nécessaire pour que les concasseurs en aval fonctionnent efficacement et en toute sécurité.

Équipements courants :

Concasseur à mâchoires — l'option la plus utilisée pour les roches dures et abrasives telles que le granite ou le basalte.

Concasseur giratoire — utilisé principalement dans des opérations très grandes et à haute capacité (par ex., mines).

Les concasseurs à mâchoires sont privilégiés dans les usines à sable en raison de leur durabilité, de leur capacité à gérer des résistances à la compression élevées et de leur maintenance relativement simple.

2. Concassage secondaire et tertiaire (étapes de concassage moyen et fin)

Ces étapes réduisent davantage la taille des matériaux et commencent à améliorer la forme des particules. Les tailles de sortie varient généralement de 10 à 40 mm après le concassage secondaire et de 4 à 10 mm après le concassage tertiaire.

Concasseurs à cône sont choisis lorsque la résistance mécanique et la résistance à l'abrasion sont requises.

Concasseurs à percussion sont préférés lorsque la forme du sable est critique et que le matériau d’alimentation est plus tendre.

3. Étape de fabrication / façonnage du sable

Cette étape transforme les petits morceaux de pierre concassée (généralement 4–10 mm) en sable de taille 0–4,75 mm avec une forme, une texture de surface et des fines contrôlées.

Équipements typiques :

• Concasseur VSI (Vertical Shaft Impact)
• Systèmes de fabrication de sable en tour
• Rotors haute vitesse ou chambres de concassage autogènes

Le concasseur VSI est la solution la plus courante. Il accélère les particules de pierre contre des enclumes ou des lits de roche, les cassant le long des fissures naturelles et produisant des grains cubiques adaptés au sable de béton et d'asphalte.

4. Criblage et classification

Cette étape sépare le sable fini des surdimensionnés et contrôle la courbe de granulométrie pour respecter les spécifications (telles que ASTM C33 ou normes locales).

5. Lavage, déshydratation et contrôle des fines

• Un sable propre est essentiel pour la performance du béton, car un excès de fines ou d'argile peut réduire la résistance et la maniabilité.
• Les systèmes humides sont plus efficaces lorsque l’alimentation contient de la boue, de l’argile ou des matières organiques (par ex., pierres de rivière).
• Les systèmes secs sont préférés pour les régions arides et lorsque l’eau est limitée ou coûteuse.

Choix du concasseur pour la production de sable

1. Mâchoire + Cône + VSI (pour roches dures et abrasives)

Caractéristiques :

• Haute durabilité
• Bonne forme après VSI
• Usure moindre que les concasseurs à percussion

Matières adaptées : Granite, basalte, quartzite.

2. Mâchoire + Percussion + VSI (pour roches moyennes, meilleure forme)

Caractéristiques :

• Le concasseur à percussion offre une excellente forme des particules
• Le VSI affine les caractéristiques finales du sable
• Matières adaptées : Calcaire, pierres de rivière, dolomite.

3. Concasseur à marteaux à étape unique (pour roches plus tendres)

Caractéristiques :

• Investissement en capital réduit
• Disposition simple
• Qualité de sable acceptable pour des applications non structurelles
• Matières adaptées : Calcaire tendre, schiste, gangue de charbon.

Étude de cas : ligne de production de sable de granite 200–300 t/h

Pour illustrer le processus général, considérons une usine de sable à base de granite fonctionnant à 200–300 tonnes par heure.

Flux du système :

Alimentation → Concasseur à mâchoires → Concasseur à cône → Fabricant de sable VSI → Crible vibrant → Laveuse à vis pour sable → Sable fini

Explication du fonctionnement :

Alimentation et concassage primaire

Les blocs de granite (~600 mm) entrent dans un concasseur à mâchoires, réduisant à ~150 mm.

Concassage secondaire

Le matériau entre dans un concasseur à cône, réduisant à 20–40 mm.

Concassage tertiaire (fabrication du sable)

Le matériau alimente un VSI, produisant du sable 0–4,75 mm et des granulats 4–10 mm.

Criblage et gestion des surdimensionnés

Les cribles vibrants séparent le sable des surdimensionnés.

Les surdimensionnés sont recirculés vers le VSI pour remodelage.

Lavage et déshydratation

Une laveuse à vis pour sable élimine la poussière et l’argile.

Un crible de déshydratation réduit l’humidité pour un stockage plus facile.