Les avantages du recyclage

Le recyclage de différents matériaux permet de les récupérer et de les réutiliser au lieu de les stocker dans des décharges ou de les incinérer. Ces matériaux sont traités et réutilisés pour de nouveaux projets, ce qui permet de préserver les ressources naturelles telles que les forêts pour la production de bois et les peaux d'animaux pour la production de cuir, en réduisant le besoin de nouvelles matières premières. Ce processus minimise également l'impact sur l'environnement en réduisant les émissions de gaz à effet de serre provenant de la décomposition et de la combustion, et en réduisant la consommation d'énergie nécessaire à la production de nouveaux matériaux. En outre, le recyclage permet de réduire le coût total des processus. Par exemple, le recyclage de l'aluminium permet d'économiser jusqu'à 90 % de l'énergie nécessaire à l'extraction de l'aluminium à partir de matières premières. L'extraction des matières premières nécessite moins de mines, ce qui réduit l'impact sur l'environnement. En réutilisant les déchets électroniques et en garantissant des contrôles de qualité, moins de substances dangereuses sont rejetées dans l'environnement. Le recyclage permet également d'économiser de l'eau, car les processus de recyclage nécessitent moins d'eau que l'utilisation de matières premières. Par exemple, chaque tonne de papier recyclé permet d'économiser des milliers de litres d'eau, des milliers de kilowattheures d'électricité et plus d'une douzaine d'arbres. Le recyclage des déchets organiques tels que les boues d'épuration, les aliments, les déchets de jardin et les résidus agricoles les transforme en ressources précieuses telles que le compost et le biogaz. Ce processus est essentiel pour les stratégies de gestion des déchets, car il permet d'éloigner les déchets organiques des décharges, où ils subissent une décomposition anaérobie et produisent du méthane, un puissant gaz à effet de serre. Les progrès technologiques permettent aujourd'hui d'extraire des minéraux précieux qu'il n'était pas rentable de récupérer auparavant, y compris des traces de métaux tels que l'or, l'argent, le cuivre et les terres rares.

Les machines Retsch sont largement utilisées dans le domaine du recyclage :

• Contrôle de la qualité et préparation. Le contrôle de la qualité et le processus de réutilisation commencent par le pré-broyage et le broyage afin de préparer les matériaux pour l'analyse ou l'utilisation ultérieure. RETSCH propose ici un vaste choix de machines nécessaires à ces tâches. Pour une meilleure vue d'ensemble, le domaine du contrôle de la qualité/préparation est divisé en différents secteurs selon les matériaux recyclés. Le tamisage et le fractionnement ainsi que le pressage des pellets font partie de ce chapitre.
   
• Dans le domaine de la recherche et du développement, les procédés mécanochimiques offrent de nouvelles voies pour le recyclage des déchets tels que les plastiques, les matières végétales ou les résidus alimentaires, les broyeurs à billes RETSCH jouant un rôle clé dans ces nouveaux procédés.
   
• Retsch propose également des idées pour la gestion des déchets, par exemple pour les combustibles secondaires ou l'assainissement des sols.

Matériaux de construction

Le béton, le ciment, les briques et l'asphalte font partie des matériaux de construction recyclés typiques. Après avoir été concassé, le béton peut être réutilisé comme agrégat pour un nouveau béton ou comme revêtement routier. De la même manière, l'asphalte peut être transformé en nouvel asphalte.

Les matériaux mentionnés ci-dessus sont tous durs et fragiles, de sorte que les concasseurs à mâchoires sont généralement utilisés pour le premier concassage. RETSCH propose des concasseurs pour des tailles de pièces d'alimentation allant jusqu'à 350 mm. Les appareils de table comme le BB 50 sont conçus pour des débits d'échantillons plus faibles, tandis que le plus grand modèle, le BB 600, traite jusqu'à 3,5 t/h. Pour le broyage de matériaux plutôt collants comme l'asphalte, il est préférable de fragiliser l'échantillon avec de l'azote liquide et d'utiliser un concasseur à porte frontale pour un accès facile à la chambre de broyage. Dans le meilleur des cas, le pré-broyage produit des particules d'environ 3 à 5 mm, qui peuvent être encore réduites par broyage fin. Dans ce cas, on utilise généralement des broyeurs à billes qui couvrent une large gamme de petites quantités d'échantillons jusqu'à environ 200 g par charge et qui fournissent généralement des finesses de particules allant jusqu'à 100 µm. Pour l'échantillon d'asphalte collant, il est recommandé de procéder à un broyage cryogénique afin d'éviter l'agglomération.

Les vibro-broyeurs à billes, comme le RS 200 (lien) ou le RS 300, représentent une bonne alternative aux broyeurs à billes. (lien) Ces broyeurs produisent des particules très fines en très peu de temps.

Les matériaux isolants ne sont généralement pas aussi durs et fragiles que les matériaux mentionnés précédemment. Dans ce cas, il est possible d'utiliser des broyeurs à couteaux en combinaison avec des broyeurs à billes pour pré-découper et pulvériser de tels échantillons. Voir la laine de verre dans la section « verre ».

Métaux

Il existe deux catégories principales de métaux qui sont recyclés : Les métaux ferreux, qui contiennent du fer et de l'acier, et les métaux non ferreux, qui contiennent de l'aluminium, du cuivre, du plomb, du zinc et de l'étain, ainsi que des métaux précieux comme l'or et l'argent. Le broyage et le concassage d'échantillons métalliques peuvent représenter un défi en raison de leur grande ductilité et de leurs propriétés abrasives - il faut tenir compte du risque d'endommager un broyeur. Normalement, la fusion est la méthode la plus courante pour le recyclage des métaux, mais parfois, le broyage mécanique est nécessaire ou constitue un meilleur choix. Pour broyer des matériaux constitués d'une fine feuille, comme l'étain ou les canettes en aluminium, il convient d'utiliser un broyeur à couteaux comme le SM 300. On utilise généralement des tamis de fond avec des ouvertures de 4 à 20 mm. Les flocons qui en résultent ont une taille de grain d'environ 5 mm. L'utilisation d'un rotor à 6 disques s'est avérée avantageuse, car il a une durée de vie plus longue qu'un rotor à coupe parallèle.

Les matériaux durs et fragiles tels que les alliages métalliques, le carbure de tungstène ou les mélanges fragiles de différents éléments métalliques sont pré-broyés dans un concasseur à mâchoires, le modèle BB 500 étant particulièrement adapté. Un broyage plus fin peut être effectué dans un broyeur à percussion à croix SK 300 ou un vibro-broyeur à disques RS 200, dans lesquels on peut obtenir des degrés de broyage inférieurs à 200 µm. Cependant, comme ces échantillons sont généralement très abrasifs, cela entraîne également une abrasion des machines utilisées.

La réutilisation des poudres métalliques excédentaires issues des processus de fabrication additive est un domaine dans lequel les tamiseurs RETSCH contribuent au processus de recyclage. Les tamiseurs comme le tamiseur vibrant AS 200 Basic (lien) sont utilisés pour séparer en fractions les particules de poudre métallique qui restent après le processus d'impression 3D. La fraction contenant les particules fines peut être réutilisée pour le processus d'impression suivant. RETSCH propose également des machines telles que le puissant concasseur à mâchoires BB 500, qui convient pour le broyage de pièces brutes défectueuses ou de carottes dures et cassantes issues du moulage par injection de métal. La poudre obtenue est ensuite réintroduite dans le processus de production.

Un autre aspect important du recyclage des métaux est la réutilisation des scories de fer, qui sont des déchets issus de la production d'acier. Les scories peuvent être réutilisées comme matériaux de construction, notamment dans la production de béton, afin de réduire la quantité de clinker ou de ciment. Une autre possibilité est de les réutiliser comme engrais. Le mieux est de broyer les scories dans des concasseurs à mâchoires, puis de les pulvériser dans des broyeurs à billes ou des vibro-broyeurs à disques, comme pour les matériaux de construction.

Textiles et cuir

Le broyeur à couteaux SM 300 est le broyeur par excellence pour le pré-broyage d'échantillons mous. Le rotor à coupe parallèle et les tamis de fond avec une ouverture de 2 à 6 mm sont typiques pour cette application. Un cyclone aide à évacuer l'échantillon pelucheux de la chambre de broyage. Selon le matériau, par exemple pour les articles en cuir plus durs, un broyage cryogénique peut être nécessaire lors de l'étape de pré-broyage. Pour ce faire, l'échantillon est plongé dans de l'azote liquide pendant quelques minutes afin de le fragiliser. Lors du broyage cryogénique, il est préférable d'utiliser le rotor à 6 disques, plus robuste.

Le broyage fin est effectué soit dans un broyeur à billes, soit dans un broyeur ultra-centrifuge ZM 300. La fragilisation des échantillons fibreux prédécoupés peut aider à obtenir des particules finement broyées. Comme les fibres ne supportent pas les basses températures et se réchauffent rapidement, le mélange avec de la glace carbonique est ici plus approprié que l'utilisation d'azote liquide. Pour ce faire, les fibres sont mélangées dans un rapport de 1:2 avec de la neige carbonique et l'ensemble du mélange est introduit dans le ZM 300, qui est généralement équipé d'un tamis annulaire de 0,5 mm et fonctionne à 18000 tr/min. Pour le broyage cryogénique, il convient d'utiliser un cyclone. Une autre possibilité d'obtenir des particules très fines de textiles est d'utiliser le CryoMill ou le MM 500 control. Le MM 500 control offre des bols de broyage plus grands que le CryoMill et deux stations de broyage. Les deux broyeurs fragilisent l'échantillon en utilisant de l'azote liquide pour le refroidir. L'échantillon est ensuite broyé en environ 10 cycles d'environ 1 min à 30 Hz avec des pauses de refroidissement d'1 min.

Déchets électroniques

Les déchets électroniques sont une ressource précieuse, car ils contiennent généralement une proportion de métaux précieux bien plus élevée que la même quantité de minerais. Pour l'analyse des matériaux, les déchets électriques peuvent dans la plupart des cas être pré-broyés dans un broyeur à couteaux. Le puissant SM 300 permet de broyer des composants électriques durs et massifs comme les cartes informatiques. Selon la taille de l'alimentation, un pré-broyage manuel est nécessaire pour que les échantillons puissent être amenés au broyeur. Pour les échantillons visqueux, l'utilisation du rotor à 6 disques avec des plaques de coupe robustes s'avère avantageuse. Généralement, un tamis de fond de 6 ou 8 mm est utilisé pour obtenir des particules de 5 mm. Pour le broyage fin qui suit, on utilise généralement un ZM 300 ou un RS 200. Il peut être avantageux de fragiliser les échantillons avec de la glace carbonique pour les pulvériser en particules d'environ 0,5 mm dans le ZM 300. Il est préférable de broyer les échantillons contenant de plus grandes quantités de métal dans la RS 200 ou la RS 300, plus grande, car elles sont mieux adaptées à ce matériau abrasif que la ZM 300. Lors du broyage de produits métalliques, il est important de savoir que les pièces métalliques ne peuvent pas être pulvérisées par des forces d'impact. Si elles sont ductiles, elles sont aplaties dans la RS ou dans le procédé de broyage à billes.

Déchets organiques

Les déchets bio-organiques tels que les déchets de jardin ou les restes de nourriture sont très fréquents et hétérogènes. Ils sont beaucoup plus faciles à broyer dans des broyeurs à rotor lorsqu'ils sont séchés, afin d'éviter le colmatage des tamis de fond et l'agglutination. Les boues d'épuration séchées sont généralement broyées à environ 2 mm dans un broyeur à couteaux, et le modèle de base SM 100 s'avère ici un bon choix. Environ 100 g d'échantillon nécessitent - selon les caractéristiques de l'échantillon comme la taille de l'alimentation et l'humidité résiduelle - entre 2 et 4 min. Les déchets de jardin avec des branches et autres résidus végétaux coriaces doivent être pré-broyés dans le SM 200 ou dans le puissant SM 300 avec une vitesse de rotation plus élevée et le robuste rotor à 6 disques. Le broyage fin peut être effectué dans des broyeurs planétaires à billes comme le PM 200 ou le broyeur ultra-centrifuge ZM 300, selon le débit d'échantillons et la finesse finale souhaités. Les résidus alimentaires tels que les écorces d'orange doivent également être séchés avant d'être broyés dans un broyeur à rotor. Des quantités d'échantillons plus importantes, comme 1 kg, peuvent être traitées dans le broyeur à percussion à rotor SR 300. Comme ces échantillons ont tendance à s'échauffer pendant le broyage, il est nécessaire de les alimenter lentement et d'utiliser le rotor d'écartement. Pour un échantillon de 1 kg, il faut compter environ 25 minutes en utilisant un tamis de fond de 1,5 mm.

Déchets d'exploitation minière

Les déchets d'exploitation minière sont généralement durs et fragiles, c'est pourquoi les concasseurs à mâchoires sont le meilleur instrument pour broyer les résidus de minerai. Le BB 500, par exemple, est capable de broyer 8 kg de minerai d'or en particules de 5 mm en environ 2,5 minutes. Les vibro-broyeurs à disques sont préférables pour le broyage fin des échantillons miniers. Le RS 200 broie efficacement jusqu'à 250 ml d'échantillons en quelques minutes seulement, tandis que le RS 300 convient pour broyer jusqu'à 2 l d'échantillons en un seul lot. La finesse typique des minerais est inférieure à 100 µm et convient donc à la préparation d'échantillons pour l'analyse XRF.

Céramique

La distinction entre les différents matériaux céramiques pour la réutilisation est essentielle pour préserver les ressources naturelles et éviter les dommages environnementaux. La récupération de métaux précieux tels que le platine et le palladium à partir de catalyseurs usagés soutient non seulement la durabilité économique, mais réduit également le besoin d'activités minières. Les tessons de céramique ou les pièces mal formées représentent une opportunité unique de recyclage et d'efficacité des ressources dans l'industrie de la céramique. Ces matériaux peuvent être concassés et réutilisés pour la fabrication de nouveaux articles en céramique, ce qui réduit considérablement les déchets et le besoin de nouvelles matières premières. Le pré-broyage de matériaux céramiques est possible sans problème dans les concasseurs à mâchoires Retsch. Le modèle le plus approprié peut être choisi en fonction de la taille de l'alimentation et du débit de l'échantillon. Le broyage fin s'effectue ensuite dans un broyeur à billes pour les petites quantités d'échantillons, comme le MM 400. Pour les grandes quantités d'échantillons, on peut utiliser le broyeur à disques DM 200 ou le vibro-broyeur à disques RS 300. Cette combinaison de pré-broyage et de pulvérisation permet de réduire jusqu'à 3 kg d'échantillon en particules d'environ 100 µm en 30 minutes environ. Pour les échantillons plus durs, le concasseur à mâchoires, les broyeurs à billes et le RS 300, par exemple, fonctionnent avec des accessoires en métal dur.

Combustibles secondaires et gestion des déchets

Les « combustibles secondaires “ ou ” combustibles de substitution » sont des combustibles riches en énergie obtenus à partir de différents types de déchets qui, autrement, seraient mis en décharge, par exemple les déchets industriels, les déchets municipaux, les déchets de biomasse et les déchets plastiques non recyclables. Les combustibles de substitution combustibles peuvent être utilisés pour chauffer des fours à ciment ou dans des centrales électriques en remplacement des combustibles fossiles traditionnels. Pour analyser la teneur en halogène, la teneur en eau, la teneur en cendres et le pouvoir calorifique des combustibles de substitution, ces mélanges de matériaux hétérogènes doivent être broyés. Pour la première étape de broyage, on nécessite généralement un broyeur à couteaux. En fonction de la composition de l'échantillon, on utilise ici le rotor à 6 disques si l'on doit broyer un matériau plus visqueux comme le bois ou le plastique dur. Si l'échantillon est plutôt un film, du papier ou des textiles, on peut utiliser le rotor en V. Comme les combustibles secondaires sont généralement des matériaux légers, l'utilisation de l'unité cyclonique est avantageuse dans les deux cas afin d'améliorer l'évacuation de l'échantillon de la chambre de broyage et d'éviter un échauffement du matériau. Dans un broyage fin, on utilise soit le ZM 300 pour les grandes quantités d'échantillons jusqu'à plusieurs centaines de grammes, soit le CryoMill pour les petites quantités d'échantillons jusqu'à 5 grammes. En règle générale, le CryoMill permet d'obtenir des particules plus fines que le ZM 300. Il ne faut pas utiliser de tamis annulaires d'une finesse supérieure à 0,75 mm pour de tels échantillons, car ils risquent de se colmater. Un broyage cryogénique - c'est-à-dire le mélange de l'échantillon avec de la neige carbonique avant le broyage dans la ZM 300 - est indispensable dans ce cas. Ici aussi, il est recommandé d'utiliser le cyclone.

Pressage de granulés stables pour l'analyse XRF

Pour une analyse XRF fiable et pertinente, il est essentiel d'avoir des pellets solides et de qualité. Avec la PP 40 (lien), RETSCH propose une presse qui produit des pellets stables avec une surface lisse. La PP 40 dispose d'un réglage individuel de la force de pression dans une plage de 0 à 40 tonnes. La PP 40 combine l'avantage d'un petit modèle de table avec des forces de compression élevées, qui se développent automatiquement jusqu'à trois niveaux et garantissent que même les matériaux difficiles sont parfaitement comprimés. Par exemple, il s'avère avantageux pour la stabilité des pellets que des forces telles que 10 t, 20 t et 30 t soient programmées en trois étapes successives de 20 secondes de maintien chacune. Les particules ont alors le temps de se tasser, ce qui augmente la stabilité. Pour plus de stabilité, les pellets peuvent être comprimés dans des godets en aluminium. Si cela ne suffit pas, le mélange de l'échantillon avec un liant comme le Licowax est une bonne méthode pour stabiliser même les échantillons les plus difficiles comme la poudre métallique. Environ 10-15 g d'échantillon sont mélangés avec 2 g de Licowax et pressés en trois étapes comme décrit ci-dessus. Pour le mélange, le MM 400 (lien) représente une bonne solution. Ce broyeur peut être équipé d'un adaptateur pouvant accueillir 8 tubes coniques de centrifugation. Les échantillons sont tous mélangés automatiquement, de manière uniforme et reproductible.

Contactez nous pour un devis gratuit

RETSCH offers a comprehensive portfolio of instruments for recycling processes - from quality control and sample preparation to innovative mechanochemical methods. Whether pre-grinding, sieving, pelletizing or the use of ball mills for sustainable recycling solutions: We have the right instruments for your requirements.

Our global network and experts are available to provide you with personalised advice. Contact us and work with our specialists to find the best solution for your application!