Brevet FR2656548A1 — publié le 19910705

i PROCEDE POUR STABILISER DES DECHETS CONTENANT DES CARBURES ET DES PARTICULES METALLIQUES La présente invention concerne un procédé pour stabiliser des déchets comprenant un mélange formé, d'une part d'abrasifs contenant des carbures métalliques, notamment du carbure de silicium, et d'autre part de particules contenant notamment du cobalt métallique. L'invention concerne plus particulièrement, mais pas exclusivement, la stabilisation des produits d'abrasion résultant d'opérations d'usinage de surfaces métalliques telles que le meulage ou la rectification Après décantation, ces produits se présentent sous la forme d'une boue dont les composants n'ont pas une valeur suffisante pour justifier un retraitement en vue de leur récupération Par conséquent, les boues de ce genre sont généralement évacuées dans des décharges. A l'heure actuelle, le renforcement des exigences en matière de protection de l'environnement rend de plus en plus rares les décharges acceptant ce genre de déchets, car certains métaux qu'ils contiennent peuvent donner naissance à des sels considérés comme polluants Parmi les métaux entrant couramment dans la composition des alliages ferreux, on trouve avant tout le cobalt, mais également d'autres métaux tels que le nickel et le chrome. La présente invention a pour but de fournir un procédé permettant de conférer à ce genre de déchets, et en particulier aux métaux concernés tels que le cobalt, une stabilité chimique suffisante pour qu'ils puissent être mis en décharge sans créer un danger de pollution des eaux. Dans ce but, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on soumet ledit mélange, sous une forme pulvérulente, à un traitement thermique dans lequel il est maintenu à une température comprise entre 6000 C et 12500 C pendant une durée d'au moins une heure. Dans le cas habituel o ledit mélange se présente initialement sous la forme d'une boue, le procédé comprend de préférence une étape de déshydratation avant le traitement thermique. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse, le traitement thermique est effectué dans l'air, à la pression atmosphérique Ceci permet le traitement dans des appareils simples et couramment disponibles, par exemple des fours électriques, à gaz, à mazout, etc Dans une forme de réalisation avantageuse, le traitement thermique est effectué à une température inférieure à 11000 C, qu'on atteint facilement dans des fours usuels, et sa durée peut être inférieure ou égale à six heures. De préférence, lesdites particules ont une taille inférieure à 20 mm. Le mélange contient de préférence au moins 80 % de carbures métalliques A part du carbure de silicium et du cobalt, le mélange peut contenir des quantités importantes d'autres carbures, notamment du carbure de tungstène, et il peut contenir d'autres métaux, notamment du nickel, du chrome, du molybdène, du zinc etc. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de différents exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement une première forme d'installation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, et la figure 2 représente schématiquement une seconde forme d'une telle installation. Les exemples mentionnés ci-dessous concernent l'application du procédé à des boues résultant du meulage de billes en carbure de tungstène à l'aide d'un abrasif à base de carbure de silicium Le contenu solide de ces boues comprend essentiellement de la poudre abrasive et des déchets de carbures et de métaux et il a en moyenne la composition suivante: Si C env 87,5 % (en poids) WC env 6,2 % Fe env 5 % Co env 0,5 % Ni, Cr, Zn 20 em 0,6 % 10 à 20 O Mm 20,0 % à 10 Mm 40,6 % 2 à 5 jm 38,5 % d'évaporation sous vide, raccordée à une pompe à vide 3. L'enceinte peut être légèrement chauffée, par exemple à 'C, pour accélérer l'évaporation de l'eau On obtient une poudre ayant la granulométrie indiquée plus haut, que l'on peut faire tamiser pour éliminer d'éventuels corps étrangers. Ensuite, une charge 10 de cette poudre est placée dans un récipient réfractaire 11 qui peut être ouvert vers le haut ou muni d'un couvercle 12 non étanche, et le récipient est introduit dans un four électrique 13 A part la poudre 10, le récipient 11 contient de l'air à la pression atmosphérique Le récipient 11 et son contenu sont portés à une température aussi élevée que le permet le four, mais sans dépasser une valeur de l'ordre de 1250 'C à laquelle les carbures de silicium et de tungstène se transforment chimiquement En pratique, les fours électriques courants permettent d'atteindre des températures de traitement de l'ordre de 900 à 1100 'C On maintient cette température pendant plusieurs heures, la poudre étant toujours en atmosphère libre, puis on laisse cette poudre refroidir à l'air. Des échantillons de poudre traités de cette manière à des températures de 950 C à 10200 C pendant trois à six heures ont ensuite été plongés pendant une heure dans de l'acide nitrique ou de l'acide chlorhydrique à chaud, en vue de détecter quelles proportions du cobalt, du chrome et du nickel du mélange initial pouvaient être mises en solution par l'acide On a constaté avec surprise que cette proportion était nulle ou insignifiante, c'est-à- dire que lesdits métaux étaient fixés chimiquement dans la poudre Pour le moment, ce phénomène n'est pas entièrement expliqué Comme la présence d'une forte proportion de carbure de silicium semble indispensable, on pense que les atomes de cobalt et des autres métaux sont captés par les cristaux de l'abrasif, o ils forment localement des compositions eutectiques. Des essais futurs doivent montrer quelle est la température minimale à laquelle le traitement thermique a une efficacité suffisante Il est certain que la température de traitement ne doit pas être inférieure à environ 600 'C, afin que les métaux à stabiliser puissent réagir chimiquement. La fig 2 montre schématiquement une forme de réalisation d'installation permettant un traitement thermique continu de la poudre, à la place du four électrique 13 La poudre placée dans une trémie d'alimentation 21 est délivrée en continu par un doseur 22 sur un convoyeur 23, par exemple à vis 24, traversant un four électrique 25 A la sortie du convoyeur 23, la poudre traitée tombe dans un bac 26 pour être refroidie. Le procédé décrit ci-dessus permet de stabiliser efficacement le cobalt et les autres métaux concernés, de sorte que les poudres obtenues répondent aux prescriptions réglementaires de protection de l'environnement et peuvent être mises en décharge sans précautions particulières visant à éviter un risque de pollution par des sels solubles tels que les sels de cobalt Par ailleurs, le procédé présente d'importants avantages sur le plan économique Il peut être appliqué au moyen d'appareils simples, disponibles dans de nombreux ateliers mécaniques produisant les déchets concernés Ces déchets peuvent être traités en vrac, sans avoir été triés L'addition de substances particulières pour le traitement n'est pas nécessaire. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, mais elle s'étend à toutes modifications ou variantes évidentes pour un homme du métier En particulier, on peut envisager de traiter par ce procédé des déchets contenant des particules métalliques que l'on désire stabiliser, mais ne contenant pas de carbure de silicium, par exemple des cendres ou des poussières récoltées par des dépoussiéreurs, notamment dans une installation d'incinération Ces matières pourraient être traitées thermiquement selon la présente invention après avoir été mélangées à une quantité appropriée de carbure de silicium. Revendications 1 Procédé pour stabiliser des déchets comprenant un mélange formé, d'une part, d'abrasifs contenant des carbures métalliques, notamment du carbure de silicium, et d'autre part de particules contenant notamment du cobalt métallique, caractérisé en ce que l'on soumet ledit mélange ( 10), sous une forme pulvérulente, à un traitement thermique dans lequel il est maintenu à une température comprise entre 6000 C et 1250 C pendant une durée d'au moins une heure. 2 Procédé selon la revendication 1, dans lequel ledit mélange se présente initialement sous forme d'une boue, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de déshydratation avant le traitement thermique. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué dans l'air à la pression atmosphérique. 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué à une température inférieure à 11000 C. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite durée est inférieure ou égale à six heures. 6 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites particules ont une taille inférieure à 2 O Mn. 7 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange contient au moins 80 % de carbures métalliques. 8 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange contient du carbure de tungstène. 9 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange contient du nickel.