Brevet FR2676141A1 — publié le 19921106

PROCEDE DE CONDITIONNEMENT DE TERRES HUILEUSES DESCRIPTION DOMAINE ET ORIGINE DE L'INVENTION L'invention concerne le traitement des terres de filtration chargées en huile, de telle sorte qu'elles soient mises sous forme solide et sans huile libre résiduelle. L'application principale de L'invention se fait pour des terres ayant servi de filtre Lors de la décontamination des huiles de Lubrification utilisées dans Les installations nucléaires. Le recyclage ou l'évacuation d'huiles contaminées dans l'industrie nucléaire nécessite que ces huiles soient tout d'abord décontaminées. Leur décontami nation est obtenue par filtration sur des terres telles que des terres à foulon ou des terres de diatomées qui retiennent les particules radioactives qui sont à L'origine de La contamination des huiles. Après les opérations de décontamination des huiles, on obtient d'une part des huiles dont la radioactivité résiduelle est suffisamment faible pour permettre leur réutiLisation ou Leur évacuation et d'autre part une masse de terres huileuses chargées en particules radioactives. De ce fait, ces terres constituent un déchet radioactif qu'il convient de stocker sur un site réservé à ce genre de déchet et géré par l'ANDRA (Agence Nationale pour la Gestion des Déchets RAdioactifs). Pour être admis sur un teL site, les déchets radioactifs doivent satisfaire à certaines règles en matière de sûreté. Ils doivent en particulier être mis sous une forme telle qu'ils aient les caractéristiques suivantes - ne pas être dispersables - ne pas être inflammables ; et - ne pas se déformer ni exsuder de liquides sous une pression de 0,35 MPa (3,5 bars) ; et dans Le cas des terres huileuses, ne pas contenir d'huiLe libre. Le but de L'invention est de permettre le stockage définitif des terres huileuses en les mettant sous une telle forme. Elle s'applique à des terres issues de la décontamination des huiles, mais elle peut s'appliquer également à toute terre souillée par des huiles ou des hydrocarbures pour quelque raison que ce soit. Cette nécessité apparat comme nouvelle à la date de dépôt. RESUME DE L'INVENTION L'objet principal de l'invention est un procédé de conditionnement de terres huileuses. Selon l'invention, il consiste à cimenter les terres et à pLastifier simultanément Les huiles contenues dans ces terres au moyen d'un agent plastifiant. La réalisation principale de L'invention prévoit que l'agent plastifiant est un liant à base de polybicycloheptène. De préférence, le produit utilisé comprend 97,5 % de polybicycloheptêne, 1 % de antimottant, 1 % d'antioxydant et 0,5 % de matières volatiles résiduelles. Dans la réaLisation principale de l'invention, la cimentation s'effectue avec du ciment, de l'eau et les terres à cimenter. La mise en oeuvre de cette cimentation se fait par exemple avec les fourchettes de pourcentages en poids suivants : - 37 à 55 % de ciment ; - 25 à 40 % de terres ; - 17 à 20 % d'eau ; et - de l'agent plastifiant dans la proportion de 20 % du poids des terres. La cimentation est particulièrement efficace lorsqu'on emploie en poids - 36 % de ciment ; - 36 % de terres ; - 20 % d'eau ; et - 8 % d'agent pLastifiant. La mise en oeuvre du procédé est particulièrement efficace lorsque les quatre ingrédients sont mélangés pendant une demi-heure. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION Le procédé selon l'invention sera mieux compris à la lecture de la description suivante. L'exemple de réalisation décrit concerne des terres ayant été utilisées pour la fiLtration des huiles contaminées lors de leur emploi dans des centrales nucléaires. Ces terres sont généralement des hydrosilicates d'aluminium et sont activées à l'acide. Ce type de terre a un poids spécifique de 2,4 kg/l, mais sa densité apparente, lorsqu'elle n'est pas tassée, est d'environ 450 g/l et sa densité apparente, lorsqu'elle est tassée, est d'environ de 670 g/l. Composition chimique Si 02, Ale03, Fe203, MgO, CaO, Na20, K20 Propriétés physiques et chimiques : - Humidité (2'h, 1100C) 7 % maximum - Pertes au feu (1 0000 C) 7 % maximum - pH (suspension à 10 %) 2,5-3 Analyse granulométrique (tamisage) : - 150 m (DIN 40) 97 % - 75 m (DIN 80) 88 % - 60 m (DIN 100) 80 % Avant d'appliquer le procédé selon l'invention, il convient d'extraire de cette terre le maximum d'huile possible. Cette extraction se fera de préférence par centrifugation, l'extraction de l'huile par compression donnant de moins bons résultats. On estime qu'après La centrifugation, il reste encore 30 à 40 % d'huile en poids dans Les terres. Selon L'invention, le procédé consiste à cimenter complètement Les terres à stocker. La solidification de L'huile contenue dans les terres doit également avoir lieu en même temps que La cimentation. Elle est obtenue au moyen d'un agent plastifiant. L'agent utilisé est de préférence un produit commercialisé par la Firme NORSOLOR, sous le nom de NORSOREX AP. Ce produit est un liant à base de polybicycloheptène. Il a les caractéristiques suivantes. Caractéristiques intrinsèques : - Nature chimique polybicycloheptène - Formule (C7H10)n - Masse moléculaire 2 000 000 - Aspect poudre blanche 100 X 85 % Composition : - Polybicycloheptène 97,5 % - Antimottant (acide stéarique) 1 % - Antioxydant 1 % - Matières volatiles résiduelles 0,5 % Ce matériau est plus efficace que les simples absorbants ou adsorbants communément uti li sé-s, tels que les argiles, les bentonites, Les vermi culi tes, les cendres volantes, les ciments, les fibres végéta les ou de polyprotène. Le ciment utilisé est un ciment rapide tel que celui commercialisé par les établissements LAFARGE sous la dénomination "CPA 55". Le procédé peut être mis en oeuvre dans n'importe quel récipient dans lequel il est possible de malaxer et de mélanger Les ingrédients. Un fût métallique ou une simple bétonnière de chantier peuvent être utilisés à cet effet. Les proportions données dans Les paragraphes suivants ne sont que des indications d'une ou plusieurs mises en oeuvre possibles et sont données à titre indicatif. Pour cimenter et bloquer 100 kg de terres huileuses, contaminées ou de terres de diatomée un poids égal à environ 100 kg de ciment est utilisé. L'agent plastifiant, de pr#férence du NORSOREX, est alors utilisé à raison de 22 kg dans ce cas. 55 litres d'eau sont alors nécessaires pour réaliser le mélange. Pour vérifier l'efficacité d'une telle mise en oeuvre, des tests ont été pratiqués. En effet, un examen visuel, après une découpe suivant un plan vertical, a montré un aspect très homogène de l'ensemble. D'autre part, un essai d'exsudation, en immersion, sous une pression de 0,35 MPa a montré L'absence d'irisation, ce qui dénote L'absence d'huile surnageante après une semaine. Un test effectué suivant l'aiguille de VICAT a montré une solidification complète au bout de sept heures de repos. De manière générale, Les pourcentages en poids de la composition optimale sont Les suivants - 36 % de ciment ; - 36 % de terres ; - 8 % d'agent plastifiant (NORSOREX) ; et - 20 % d'eau. Toutefois, Le procédé peut être mis en oeuvre avec des proportions voisines, notamment lorsque celles-ci sont comprises dans les fourchettes suivantes de pourcentages en poids - 37 à 55 % de ciment ; - 25 à 40 % de terres ; - 17 à 20 % d'eau ; et - de l'agent plastifiant dans La proportion de 20 % du poids des terres. AVANTAGES DU PROCEDE SELON L'INVENTION De nombreux avantages sont inhérents au procédé selon L'invention. 1) Manipulation du NORSOREX AP en tant qu'agent plastifiant : - Présentation en poudre, donc saupoudrage, épandage, projection ou incorporation aisés sur ou dans le polluant ou le déchet à traiter. Absence de toxicité. Absence de caractère abrasif. Inertie chimique. 2) Traitement du polluant ou du déchet : Absorption importante et rapide, suivie d'une plastification totale et irréversible de la plupart des hydrocarbures et produits chimiques, à L'exception des alcools, diols, ethers et acides. Rapports hydrocarbure/NORSOREX AP de 5 à 20, suivant le type, en particulier pour le fuel domestique (10) ou des PCB (15). Caractère totalement hydrophobe, donc absence d'absorption d'eau. Densite de 0,96, donc absence d'entrarnement vers le fond de nappes aqueuses. Inertie vis-à-vis de la minéralisation de l'eau. Conversion des polluants et déchets en masses de consistance élevée, même à forte dilution, grâce à la masse moléculaire très élevée du NORSOREX AP. - Efficacité importante même à froid (-100C). 3) Récupération, conditionnement, transport Obtention de couches ou masses très consistantes, faciles à récupérer à la pelle ou au filet. Taux de gonflement très limité (10 %) lors du processus de solidification, donc volumes à récupérer et à conditionner très inférieurs à ceux obtenus avec des traitements aux absorbants minéraux, cendres volantes, ciments, etc. (Gonflements de 50 -200 %). Cette caractéristique est particulièrement appréciable lors de traitements de déchets dangereux, toxiques ou nucléaires qui doivent, après soLidification, être conditionnés dans des contenants spécifiques et coûteux. Elle limite aussi Les volumes à transporter lors de l'acheminement vers des zones ou installations d'évacuation ou d'élimination. 4) Inci né ration Limitation des volumes à incinérer. Caractère purement hydrocarboné du NORSOREX AP, donc taux de cendres négligeable. Non générateur de corrosion. Pouvoir calorifique élevé. Ne conduit pas à des dérivés ou résidus toxiques. 5) Enfouissement Fixation irréversible et définitive du polluant ou du déchet. Pas d'exsudation ultérieure, même sous L'effet de pressions de terrains. Pas d'extraction du polluant ou du déchet sous L'effet d'eaux d'infiltration ou de ruissellement, donc sécurité vis-à-vis des nappes fréatiques. Le NORSOREX AP est non biodégradable et assure donc une solidification sûre des polluants ou déchets même à long terme, en cas d'enfouissement ou de stockage sur des décharges ou dépôts autorisés. Pour résumer, ce procédé permet de mettre les terres huileuses sous La forme voulue par des moyens de mise en oeuvre simple et en utilisant des produits faciles à se procurer. Les proportions indiquées permettent de conditionner une quantité satisfaisante de terres par rapport au poids d'ingrédients utilisés tout en ayant une marge importante en matière de résistance à la compression. Le plastifiant utilisé se présente sous la forme d'une poudre blanche non toxique. Il n'est pas abrasif et chimiquement inerte. Il est donc facilement utilisable et cela sans précautions spéciales. De caractère hydrophobe, ce produit n'agit pas sur L'eau mais uniquement sur l'huile contenue dans les terres. Le procédé selon L'invention permet donc de solidifier une grande masse de terres contaminées et de purifier ainsi une grande quantité d'huile de lubrification contaminée lors de leur séjour dans les pompes primaires des centrales nucléaires. La contamination résiduelle de ces huiles peut descendre en dessous de 10-7 Ci/m3 et permet à celles-ci d'être recyclées dans le domaine public. Le blocage par cimentation et solidification des terres ainsi contaminées permet de respecter les normes définies par l'ANDRA. L'application à l'industrie nucléaire du procède selon l'invention est un exemple de mise en oeuvre. De manière générale, ce procédé peut être appliqué à d'autres matériaux que les terres ainsi contaminées par la radioactivité. L'origine des huiles résiduelles, en l'occurrence huiles d'orgine organique ou huiles de synthèse, et la nature des agents de cimentation ou de plastification utilisés peuvent bien évidemment changer. La formulation de mise en oeuvre devra alors être adaptée au produit utilisé. REVENDICATIONS 1. Procédé de conditionnement de terres huileuses, caractérisé en ce qu'il consiste à cimenter les terres et à plastifier simultanément les huiles contenues dans les terres au moyen d'un agent plastifiant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent plastifiant est à base de polybicycloheptène. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la cimentation s'effectue avec du ciment, de L'eau et les terres à solidifier. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cimentation et la solidification s'effectuent avec les proportions en poids suivantes : - 37 à 55 % de ciment ; - 25 à 40 % de terres ; - 17 à 20 % d'eau ; et - de l'agent plastifiant dans la proportion de 20 % du poids des terres. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la cimentation et la plastification s'effectuent avec les pourcentages suivants en poids - 36 % de ciment ; - 36 % de terres ; - 8 % d'agent plastifiant ; et - 20 % d'eau. 6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que L'agent plastifiant a la composition suivante en poids : - 97,5 % de polybicycloheptène ; - 1 % d'antimotant ; - 1 % d'antioxydant ; et - 0,5 % de matières volatiles résiduelles. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ingrédients sont mélangés pendant une durée égale à une demi-heure.