Brevet FR2631950A1 — publié le 19891201

La présente invention concerne un procédé pour l'inactivation de déchets industriels d'amiante chrysotile. Comme il est connu, le terme général d'abseste ou d'amiante définit un groupe de silicate fibreux tel que la serpentine et les amphiboles. L'amiante le plus répandu dans la nature et par conséquent le plus utilisé dans L'industrie est l'amiante chrysotile ou serpentine fibreu- se, qui est classée comme canadienne, rhodésienne, sud-africaine, grec- que et italienne suivant son lieu d'origine. L'amiante chrysotile est un silicate de magnésium hydraté d'une couleur blanchâtre ou gris argent qui, comme il est fibreux, poreux, résistant aux acides, ignifuge et peu conducteur de la chaleur, est uti- lisé sur une grande échelle dans l'industrie pour un grand nombre d'ar- ticles tels que cartons, tissus, câbles, joints d'étanchéité, filtres, tissus et feuilles pour vêtements de protection et pour le dallage. L'amiante est en outre utilisé en quantité considérable comme maté- riau de construction, mélangé avec du ciment, pour fabriquer des plaques ondulées pour toitures, des plaques planes pour couvertures, plafonds et cloisons, des tuyaux pour canalisations d'irrigation, pour des égouts, pour des conduits de fumée, des hottes, et analogues. L'amiante chrysotile est aussi fréquemment utilisé pour fabriquer des garnitures de freins pour des véhicules à moteur. Dans la pratique, toutes les fabrications ci-dessus produisent une quantité considérable de résidus ou de déchets qui doivent être convena- blement élimines. Un grave problème qui se pose réside dans le fait que l'amiante chrysotile se brise par ponçage, frottement ou usure, libérant des fibres très légères et volatiles qui peuvent aisément être inhalées. Le danger de l'amiante absorbé par inhalation est connu depuis longtemps, car il peut provoquer des pathologies graves qui peuvent être résumées schématiquement comme suit: asbestose (fibrose pulmonaire li- mitant la respiration), cancer du poumon, mésothéliomes de la plèvre, etc. . Le seul système d'élimination actuellement utilisé consiste à en- voyer ces déchets dans des décharges publiques contrôlées o des moyens sont prévus pour empêcher la diffusion dans l'atmosphère de fibres pou- vant être inhalées et qui peuvent être émises par l'amiante chrysotile. Ce procédé, outre qu'il est d'un coût considérable, ne résout pas radicalement le problème, car le danger potentiel de l'amiante chrysotile fibreux persiste et des phénomènes de pollution peuvent donc se produire, causés par des facteurs qui peuvent échapper d'une manière quelconque aux installations de protection qui doivent être prévues sur la décharge. Le but de la présente invention est de supprimer Les inconvénients cidessus en fournissant un procédé pour inactiver des résidus indus- triels d'amiante chrysotile qui permet de modifier les caractéristiques chimiques de l'amiante chrysotile, en le transformant en un produit non volatile inerte. Dans le cadre de l'objectif décrit ci-dessus, un but particulier de l'invention est de fournir un procédé qui puisse être exécuté avec un appareil simple et qui élimine totalement les problèmes de pollution. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé pour inactiver des résidus industriels qui, en vertu de ses caractéris- tiques particulières d'exécution est capable de donner les plus grandes assurances de fiabilité et de sécurité. Un des buts de la présente invention, et non des moindres, est de fournir un procédé qui permet d'obtenir des produits qui peuvent être aisément recyclés et utilises dans d'autres domaines industriels. Cet objectif et ces buts sont atteints par un procédé d'inactiva- tion de résidus industriels d'amiante chrysotile conforme à l'invention, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les résidus industriels d'amiante ou de chrysotile fibreuse à un chauffage à une température non inférieure à 580 pour éliminer l'eau presente dans la molécule et pour transformer l'amiante chrysotile fibreux en forstérite. D'autres caractéristiques et objets de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description et des dessins, dans lesquels; La figure 1 est un diagramme montrant la vitesse d'inacti- vation de l'amiante chrysotile en fonction du temps pour une température de 590 C; La figure 2 est un diagramme semblable à celui de la figure 1 pour une température de 6200C; La figure 3 est un diagramme semblable à celui des figures 1 et 2 pour une température de 650 C; La figure 4 est un diagramme montrant l'élévation du gradient de préchauffage du procédé en fonction du temps pour les plaques et les bouillies. Le procédé d'inactivation des résidus industriels d'amiante chryso- tile selon l'invention est basé en substance sur le fait que l'amiante chrysotile peut être considéré comme un silicate de magnésium hydraté dont la formule chimique est Mg6Si4010(0H)8, avec une quantité d'eau dépendant des divers types de chrysotiles et ayant une valeur moyenne d'environ 13%. Le procédé d'inactivation selon l'invention est basé sur une action d'attaque pyrolytique de l'amiante qui permet d'éliminer l'eau présente dans la molécule, en transformant l'amiante chrysotile fibreuse en un autre silicate non fibreux et inerte, et en particulier en forstérite. Des essais expérimentaux ont montré qu'en chauffant les résidus ou déchets d'amiante chrysotile à une température non inférieure à 5800C, l'amiante chrysotile fibreux est transformé en forstérite, qui est un silicate de magnésium non fibreux. La forstérite est un minéral réfractaire inerte qui se trouve dans la nature en tant que constituant de L'olivine. La transformation de la chrysotile en forstérite s'effectue conformément à la réaction: Mg6Si4010(OH)8 ------- Mg2SiO4 + H20 Le procédé d'inactivation est de préférence effectué dans un four chauffé au méthane ou au gaz de pétrole liquéfie ou dans des fours élec- triques, permettant l'obtention de fumées non polluantes; il est égale- ment possible d'utiliser du mazout ou des huiles combustiles, mais il est nécessaire d'utiliser des filtres appropriés pour éliminer la pollu- tion atmosphérique qui pourrait provenir de ces combustibles. Le procédé selon l'invention est absolument non polluant, car il n'évacue dans l'atmosphère que de l'eau sous forme de vapeur, en très faible quantité; par exemple, si l'on traite 100 kg de matière conte- nant 10 % d'amiante chrysotile, seuls 1,3 kg d'eau sont éliminés sous forme de vapeur dans l'atmosphère. La contribution de la transformation décrite ci-dessus à la pollution atmosphérique est donc absolument né- gligeable. le temps pendant lequel cette conversion s'effectue dépend dans une très large mesure de l'épaisseur et de la configuration du déchet traité. Des plaques de ciment de 6mm d'épaisseur, contenant 10% d'amiante chrysotile, ont été soumises expérimentalement au traitement; au bout d'exactement 2 heures de traitement, la présence d'amiante chrysotile tombe à moins de 0,5%, tandis que le même pourcentage d'amiante chryso- tile dispersé dans des plaques de 15 mm d'épaisseur est transformé à 99, 5% en forstérite au bout d'environ 5 heures de traitement. Apres 24 heures de chauffage, la quantité de chrysoti e résiduelle est inférieure aux limites de détection des instruments. Un nombre considérable d'échantillons contenant de L'amiante chry- sotiLe pur ou de L'amiante chrysotiLe dispersé dans diverses matrices ont été ensuite soumis au traitement d'inactivation pour éviter La vali- dité du procéde. Dès que ce stade opératoire a été accompli avec succès, l'essai a été poursuivi pour déterminer la durée du traitement d'inactivation; trois températures de traitement différentes (590 , 620 et 650 C) ont été fixées pour vérifier si une augmentation modeste de la température entraînait une économie de temps importante et par conséquent réduisait les coûts de fonctionnement. Il est ainsi devenu nécessaire de trouver un procédé opératoire qui permette de surmonter les problèmes attribuables à la matrice; les matériaux en fibrociment utilisés différaient en fait par l'épaisseur, la configuration et la masse, et la quantité d'eau présente dans les matériaux à essayer était également différente, avec une valeur limite d'environ 70% dans les bouillies. Cet objectif a été atteint en soumettant les matériaux d'essai à un préchauffage progressif au moyen d'un "gradient de tempé- rature", de manière à atteindre les conditions optimales dans lesquelles la masse entière était uniformément à la température de départ du trai- tement d'inactivation (mesures vérifiées en des points multiples de l'échantillon); dans le cas des bouillies, il est nécessaire d'éliminer l'eau d'imbibition par séchage avant que le préchauffage de la masse ne commence. Dés que la valeur isothermique (590o-620 -650oC) a été attein- te, le processus d'inactivation de la chrysotile commence: le temps (en minutes) indiqué dans les tables est calculé à partir de ce moment. La température est suivie en continu dans les divers points de la matière, ici encore au moyen de pyromètres digitaux convenablement disposés. La détermination quantitative de la chrysotile résiduelle dans le fibro- ciment a été effectuée par diffraction des rayons X sur tous les échan- tillons avant et après le traitement. Les résultats obtenus sont donnés dans les figures annexées et ils indiquent à titre d'exemple le gradient de préchauffqge effectué pour des plaques de 400 x 200 x 6mm empilées jusqu'à une épaisseur totale de 250mm, pour des bouillies de fibro-ciment ayant une teneur en chrysotile moyenne égale à 10%. Ces résultats, ainsi que le traitement d'inactivation effectif, montrent que le but proposé, c'est-à-dire l'obtention de pourcentage de chrysotiles dans le matériau inférieur à 1% tel que prescrit par les règlements internationaux (EPA), est atteint. Ces résultats démontrent en outre l'efficacité absolue du procédé et sa souplesse, en raison de sa très courte durée (à 6500C, la précence de chrysotile tombe au-dessous de 0,5% en exactement 20 minutes) et de ses températures assez basses, d'o un coût peu élevé du procédé. Un comportement semblable est obtenu en traitant la chrysotile pure à 650 C de la même manière, en élevant le temps de traitement à 60 minutes. Le procédé d'inactivation décrit ci-dessus peut en outre être uti- lisé avantageusement sur une grande échelle dans l'élimination de la chrysotile pure et de déchets ou de résidus de fibro-ciment et en géné- ral dans L'élimination de matières dans lesquelles l'amiante est agglo- méré avec des charges minérales inertes; dans ce cas particulier, le système peut être constitué par un four tunnel simple du type utilisé dans l'industrie de la céramique, muni d'un système approprié de charge et de décharge de la matière. Un autre aspect important de l'invention réside dans le fait qu'après le traitement, l'amiante chrysotile fibreux est transformé en forstérite, qui est un constituant inerte et qui peut être utilisé comme charge dans la préparation d'éléments réfractaires en sidérurgie ou en fonderie, ajouté par exemple à du sable d'olivine ou de chromite. Ceci présente le grand avantage d'utiliser les résidus pour produire un arti- cle qui peut être à nouveau mis sur le marché. Comme elle est totalement inerte, la matière, dès qu'elle a subi le traitement, peut être utili- sée comme matière de revêtement des routes ou comme charge pour des es- paces intermédiaires isolants dans le bâtiment. Un procédé similaire peut aussi être utilisé si l'amiante chryso- tile est inclus dans une matière plastique, bien que dans ce cas l'on doit tenir compte du fait qu'il est nécessaire de purifier complètement et correctement les fumées provenant de la pyrolyse organique, en pré- voyant un traitement de post-combustion à une température appropriée. De ce qui a été décrit ci-dessus, l'on peut conclure par conséquent que l'invention atteint le but et les objectifs proposés; en particu- lier, on insistera sur le fait qu'il est fourni un procédé qui permet de transformer chimiquement l'amiante chrysotile en une substance, à savoir la forstérite, qui est chimiquement inerte et par conséquent non pol- luante, en utilisant des moyens extrêmement simples qui sont en outre compétitifs du point de vue économique. L'invention ainsi conçue est susceptible de nombreuses modifica- tions et variantes qui entrent toutes dans le domaine du concept de l'invention. Tous les détails peuvent en outre être remplacés par d'autres éléments techniquement équivalents. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Procédé d'inactivation des résidus industriels d'amiante chryso- tile, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les déchets indus- triels d'amiante ou de chrysotile fibreuse à un chauffage à une tempé-. ratUre non inférieure à 580 C pour éliminer l'eau présente dans la molé- cule et transformer l'amiante chrysotile fibreux en forstérite. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue un chauffage pyrolytique. 3. Procédé selon les revendications précédentes, caractérisé en ce que cette opération de chauffage est maintenue pendant un temps variable qui est fonction de la taille et de la nature des résidus traités. 4. procédé pour le recyclage de résidus industriels d'amiante chry- sotile, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre les résidus indus- triels d'amiante ou de chrysotile fibreuse à un chauffage à une tempéra- ture non inférieure à 580 C pour éliminer l'eau présente dans la molé- cule et pour transformer l'amiante chrysotile fibreux en forstérite, cette forestérite étant utilisable comme charge pour préparer des éléments réfractaires ou comme matière inerte pour revêtement de route ou comme charge dans des espaces intermédiaires isolants dans le bâti- ment.