Brevet FR2535736A1 — publié le 19840511

La présente invention concerne un procédé de traite- ment de poussières contenant du zinc, issues de fours d'a- ciéries électriques. On sait que les aciéries électriques utilisent comme matières premières des ferrailles qui contiennent en faible proportion des métaux lourds tels que le zinc si bien que les fumées sortant des fours électriques contiennent une certaine quantité de zinc On a déjà envisagé de récupérer le zinc se trouvant dans ces fumées en soumettant les pous- sières zincifères à une lixiviation basique et en extrayant ensuite le zinc de la solution obtenue par cette lixiviation basique Un tel procédé a fait l'objet de la demande de brevet français NO 81 14 150 déposée le 21 Juillet 1981 par le Demandeur. Ce procédé de lixiviation basique utilisé pour la récupération du zinc présente l'inconvénient d'entraîner des rejets de lavage basiques qui ne peuvent être évacués dans l'environnement du fait de leur p H très élevé et de la con- centration en zinc inadmissible qu'ils présentent pour des rejets industriels. La mise en oeuvre du procédé précité pose donc des problèmes en ce qui concerne l'évacuation de ces rejets basiques résultant de la lixiviation. La présente invention vise à résoudre cette diffi- culté en permettant de rejeter dans l'environnement une solution non polluante, tout en assurant la récupération additionnelle du zinc se trouvant encore contenu dans les rejets basiques. A cet effet, ce procédé de traitement de poussières contenant du zinc, issues de fours d'aciéries électriques, dans lequel on soumet les poussières à une lixiviation basi- que, puis on extrait le zinc de la solution obtenue par cette lixiviation basique, est caractérisé en ce qu'on neu- tralise les rejets basiques résultant des différentes phases de lavage et contenant du zinc au moyen de rejets acides provenant d'opérations de galvanisation et contenant égale- ment du zinc, de manière à faire précipiter le zinc sous forme d'hydroxyde et à le recycler dans la phase de lixivia- tion. Le procédé suivant l'invention tire parti du fait que les entreprises de galvanisation à chaud qui concernent des quantités importantes d'acide chlorhydrique pour le décapage des pièces à galvaniser produisent des rejets aci- des ayant une composition assez fluctuante de 30 à 80 g/1 de Zn, de 40 à 120 g/l de Fe et de 40 à 130 g/1 de H Cl ( 1 à 3,5 N environ), rejets qui contiennent une quantité assez impor- tante de zinc Par conséquent la neutralisation des rejets basiques résultant de la lixiviation par les rejets acides résultant de la galvanisation permet la récupération du zinc contenu dans les deux effluents. Lorsque l'on atteint un p H égal à 7, on obtient une précipitation quasi totale du zinc sous la forme d'hydroxyde de zinc Le fer, qui se trouve sous forme ferreuse dans la solution concentrée d'acide chlorhydrique, précipite égale- ment à l'état d'hydroxyde ferrique Ainsi, le rendement de la neutralisation est proche de 100 % en zinc et en fer à température ambiante Cette neutralisation fournit un préci- pité d'hydroxyde de fer et de zinc qui flocule très facile- ment et qu'il est nécessaire d'agiter assez violemment avant la filtration. La précipitation de l'hydroxyde de zinc étant liée au p H, le recyclage dans l'unité de lixiviation est évident. En effet, dès que le p H dépasse 10, l'hydroxyde de zinc se redissout en zincate de sodium Cette mise en solution est totale et rapide ( 15 mn). Ainsi la neutralisations des solutions de lavage basiques ( 690 litres par tonne de poussières traitées) par les rejets acides des galvanisateurs ( 470 litres par tonne de pousssières traitées à 40 g/l Zn et 60 g/l Fe et 1,5 N) permet de récupérer 23 kg supplémentaires de zinc par tonne de poussières d'aciérie. On voit donc que la neutralisation offre l'intérêt de permettre de récupérer à la fois le zinc contenu dans les rejets des ateliers de galvanisation et le zinc contenu dans les rejets de la lixiviation Cette neutralisation entra Ine le rejet d'une saumure à 190-200 g/i de Na CI à un p H: 7. Le procédé suivant l'invention présente également un intérêt économique important pour les galvanisateurs En effet, ceux-ci paient actuellement une somme importante, de l'ordre de 250 F/t, départ usine, pour éliminer leurs re- jets acides. La neutralisation offre également une assurance quant aux difficultés de filtration des déchets de lixiviation En effet, si les performances des filtres sont inférieures aux prévisions, le lavage des gâteaux augmentant, la quantité d'acide à neutraliser augmentera et la production totale de zinc augmentant, assurera une plus-value à la tonne de poussières d'aciérie traitées quasiment constante. Suivant une caractéristique complémentaire de l'in- vention on peut électrolyser la saumure résultant de l'opé- ration de neutralisation pour fabriquer un acide chlorhydri- que impur et une soude impure destinés à des utilisations industrielles (galvanisation par exemple). Par ailleurs, les poussières à lixivier contiennent du chlore qui est lié k l'existence de matières plastiques (chlorure de polyvinyle) dans les ferrailles alimentant les fours électriques Cette teneur en chlore varie avec l'ori- gine des ferrailles (de 1,0 2,5 % de chlore et en moyenne 1,7 %) Les chlorures qui sont très solubles passent en solu- tion en totalité et à l'expérience on constate que les solu- tions sortant de la lixiviation ont une teneur en chlore allant de 3,0 à 4,5 g/l(en moyenne 3,5 g/1). Par conséquent suivant une autre caractéristique complémentaire de l'invention, on procède additionnellement à une déchloruration de la solution de soude sortant de la lixiviation. Cette opération complémentaire de déchloruration permet de compenser les pertes de soude, résultant des per- tes des solutions de lavage servant à la neutralisation, et on peut ainsi produire de l'acide chlorhydrique supplémen- taire. En utilisant une cellule d'électrolyse à membrane fabriquée par la Société ICI sous la dénomination FM 21, l'opération de déchloruration de la solution de soude permet de fournir de 15 à 22,5 kg ( 17,5 kg en moyenne) de chlore par tonne de poussières traitées La production de 210 ton- nes de chlore pour 12 000 tonnes de poussières traitées permet dès lors d'envisager la production d'acide chlorhy- drique puisque le chlore et l'hydrogène sont produits simul- tanément A l'aide d'un tube de KREB 5, 17,5 kg de chlore et 0,5 kg d'hydrogène peuvent étre brûlés pour fabriquer 18 kg de HCI gazeux par tonne de poussières traitées On obtient ainsi 50 litres d'acide chlorhydrique à 35 % ( 10 moles/l) par tonne de poussières traitées. L'ensemble du procédé suivant l'invention peut être résumé sur le diagramme ci-après. Co SO Ch Ev. Alimentation Alimentation poussières solution de _________ _ décapage Lixiviation 1. (Zn O) précipité d aiss d 'hdoye épaississage d=o yde p neutralisatic Lixiviation 2 (Zn Fe 204) filtration lavage Séparation magnétique nditionnement ude t auffage Dilution saumure aporation rejets Filtration solutions stériles lavage de lavage électrolyse à diaphragme purification rejets, Filtration solutions plomb Lavage -de lavage électrolyse Zinc séchage Filtration solutions lavage de lavage lZ ;le 1 ^ Zinc électrolyse thlore et déchlorurante Hydrogànes acide chlo- rhydrique décapige galvanisatio z- REVENDICATIONS 1 Procédé de traitement de poussières contenant du zinc, issues de fours d'aciéries électriques, dans lequel on soumet les poussières à une lixiviation basique, puis on extrait le zinc de la solution obtenue par cette lixiviation basique, caractérisé en ce qu'on neutralise les rejets basi- ques résultant des différentes phases de lavage et contenant du zinc au moyen de rejets acides provenant d'opérations de galvanisation et contenant également du zinc, de manière à faire précipiter le zinc sous forme d'hydroxyde et à le recycler dans la phase de lixiviation. 2 Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'on électrolyse la saumure résultant de l'opération de neutralisation pour fabriquer un acide chlorhydrique impur et une soude impure destinés à des utilisations indus- trielles 3 Procédé suivant l'une quelconque des revendica- tions précédentes caractérisé en ce qu'on procède addition- nellement à une déchloruration de la solution de soude sor- tant de la lixiviation.