La séparation des métaux et des matières plastiques est une étape clé des procédés de recyclage, en particulier lorsque le matériau entrant est constitué de fractions mixtes difficiles à traiter avec les systèmes traditionnels.
Pour vérifier concrètement les possibilités de séparation, Stokkermill a réalisé une série d’essais avec son propre séparateur électrostatique de laboratoire sur des paillettes de PVC contaminées par de l’aluminium.
L’essai a montré la capacité du procédé électrostatique à concentrer l’aluminium dans une fraction conductrice, en le séparant de la fraction principale de PVC. Les essais ont été menés à une tension de travail de 30 kV sur deux échantillons de matériau de granulométries différentes.
1. Comment fonctionne un séparateur électrostatique ?
Le séparateur électrostatique exploite les différentes propriétés électriques des matériaux pour séparer les particules conductrices des particules non conductrices.
Dans la machine utilisée pour l’essai, le matériau est alimenté sur un rouleau rotatif en acier inoxydable relié à la terre et traverse le champ électrique généré par l’électrode haute tension.
L’aluminium, en tant que matériau conducteur, cède rapidement sa charge au rouleau et est projeté vers l’avant par la force centrifuge. Le PVC, en revanche, est un matériau isolant : il conserve sa charge, reste plaqué à la surface du tambour et est évacué vers le bas dans sa propre fraction de collecte.
Le système prévoit en outre une fraction intermédiaire (middlings), destinée aux particules présentant un comportement intermédiaire lors de la séparation.
2. Séparation électrostatique de l’aluminium et du PVC
L’essai a été réalisé sur des paillettes de PVC contaminées par de l’aluminium, contenant de fines particules de métal et des fragments plastiques. Deux échantillons ont été analysés :
- un échantillon d’une granulométrie estimée d’environ 2–6 mm ;
- un second échantillon d’une granulométrie déclarée de 1–3 mm.
Dans les deux cas, le contaminant était constitué de paillettes et de fines feuilles d’aluminium.
Le séparateur électrostatique de laboratoire divise le matériau en trois fractions distinctes :
- Fraction conductrice – aluminium
- Fraction intermédiaire – middlings
- Fraction non conductrice – PVC
Cette configuration permet d’évaluer non seulement la capacité à éliminer le métal, mais aussi le comportement de la fraction plastique au cours du procédé.
3. Résultats de l’essai : aluminium concentré dans la fraction conductrice
Dans le premier échantillon, la fraction conductrice était constituée d’une très faible quantité de matériau, composée principalement de fines paillettes d’aluminium brillant, avec une présence minime de plastique. La séparation du métal s’est révélée efficace.
Le second échantillon a lui aussi produit une petite fraction conductrice composée de paillettes et de fines feuilles d’aluminium. Dans ce cas, quelques fragments de couleur claire ont été observés, attribuables à du PVC entraîné ou à de l’aluminium peint ou complexé avec du plastique.
4. PVC séparé de l’aluminium
Dans les deux échantillons, la fraction non conductrice était la fraction principale. Dans le premier, elle était composée majoritairement de paillettes de PVC fines, minces et enroulées ; dans le second, des paillettes minces de couleur blanche et grise prédominaient.
Dans les deux cas, aucun aluminium n’a été détecté dans la fraction PVC lors de l’inspection visuelle.
Ce résultat confirme l’intérêt de la séparation électrostatique pour le traitement des matières plastiques contaminées par des métaux conducteurs, où la différence de propriétés électriques des matériaux peut être exploitée pour une séparation ciblée.
5. La fraction intermédiaire : un paramètre à optimiser
Outre les fractions d’aluminium et de PVC, le procédé produit une fraction intermédiaire.
Dans le premier échantillon, cette fraction a été estimée visuellement à environ 25–35 % du matériau total et était constituée principalement de PVC aux paillettes plus épaisses et plus compactes. Dans le second échantillon également, la fraction intermédiaire était composée majoritairement de paillettes plus épaisses et rigides, avec un volume légèrement inférieur à celui du premier.
L’essai met donc en évidence un aspect important pour le développement du procédé : le rendement de la fraction PVC peut être optimisé en agissant sur les paramètres de séparation et sur la préparation du matériau. D’après les observations de l’essai, le comportement des particules intermédiaires semble davantage influencé par l’épaisseur et la forme des paillettes que par la présence de la contamination.
6. Séparateur électrostatique de laboratoire Stokkermill
Le séparateur utilisé pour les essais est une machine de laboratoire à tambour électrostatique équipée de :
- trémie d’alimentation ;
- couloir vibrant en acier inoxydable ;
- vibreur électromagnétique à débit réglable ;
- rouleau en acier inoxydable à vitesse réglable ;
- générateur électrostatique réglable jusqu’à 35 kV ;
- électrode à position réglable ;
- système de préchauffage du matériau ;
- séparateurs (splitters) réglables ;
- trois tiroirs de collecte pour les fractions conductrice, intermédiaire et non conductrice.
Lors des essais décrits, les deux échantillons ont été traités à une tension de travail de 30 kV.
7. Pourquoi utiliser un séparateur électrostatique de laboratoire ?
Les essais en laboratoire permettent d’évaluer à l’avance le comportement d’un matériau, avant de développer ou de dimensionner une installation industrielle. Dans le cas de la séparation aluminium-PVC, l’essai a mis en évidence :
- une concentration efficace de l’aluminium dans la fraction conductrice ;
- une fraction conductrice de faible volume et visuellement propre ;
- une fraction principale de PVC sans aluminium détectable à l’inspection visuelle ;
- un comportement cohérent entre les deux échantillons analysés ;
- la possibilité d’agir sur les paramètres du procédé pour optimiser le rendement du PVC.
L’essai conclut que la séparation électrostatique à 30 kV s’est révélée efficace pour éliminer l’aluminium des paillettes de PVC dans les deux échantillons analysés.
Les évaluations présentées sont issues d’un essai en laboratoire et reposent sur l’examen visuel des fractions en sortie. Les résultats dépendent des caractéristiques du matériau traité et ne constituent pas en soi une garantie de performance à l’échelle industrielle.
8. Essais de séparation électrostatique sur des matériaux réels
Le laboratoire Stokkermill permet de réaliser des essais de séparation sur des échantillons réels, afin de vérifier le comportement du matériau et d’identifier les paramètres les plus adaptés au procédé.
Dans les applications de séparation du PVC et de l’aluminium, la caractérisation du matériau entrant (granulométrie, forme, épaisseur et composition) est un élément fondamental pour prévoir le comportement des différentes fractions.
Stokkermill développe des solutions pour la séparation et la récupération des matériaux dans le secteur du recyclage, avec des technologies électrostatiques dédiées au tri des matériaux conducteurs et non conducteurs.
01/10/2026