Brevet FR2746034A1 — publié le 19970919

La présente invention concerne un procédé de retraitement des fumées d'incinération d'ordures ménagères. Jusqu'à présent, les ordures sont incinérées ce qui engendre des fumées, posant problème, puisqu'elles sont polluées des ferrailles et des mâchefers, qui sont réintroduits dans le circuit industriel. Ces fumées sont généralement enfouies de manière définitive dans des alvéoles qui sont très onéreuses en surface d'emprise, en matériaux de cloisonnement, en servitude, etc. En fait, on réalise généralement une enceinte en béton, qui va contenir les fumées, dans le but d'isoler les éléments dangereux qui y sont contenus. Ces éléments dangereux sont essentiellement issus d'oxydes, tels que SiO2, Au203, Fe203, CaO, MgO, Na20, K20, S03, MnO, P20s, TiO2, d'anions, tels que Cl-, et de métaux lourds, tels que As, Ba, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, St, V, Zn. Une autre méthode de traitement de ces produits d'incinération consiste à utiliser des techniques pyrométallurgiques. Ces techniques consistent à isoler les éléments dangereux en les incorporant à l'intérieur d'un matériau stable à l'état de verre qui est chimiquement inerte. Dans ce cas, les éléments polluants sont captifs à l'intérieur de la structure moléculaire vitrifiée. Pour répondre à cette priorité d'intérêt général, ces résidus ultimes toxiques issus, notamment, des incinérateurs d'ordures ménagères seront stockés, dorénavant, conformément aux nouvelles normes européennes, selon un protocole d'enfouissement réglementaire coûteux en volume, en frais d'installation et de maintenance (alvéoles étanches avec membranes géotextiles, etc). En France, il s'agit de l'enfouissement définitif d'environ 200.000 tonnes par an augmentées d'au mois un facteur 2 (200.000 tonnes de réactifs de stabilisation), soit au total 400.000 tonnes pour les seuls résidus ultimes toxiques des incinérateurs d'ordures ménagères à un coût prohibitif par tonne enfouie. Dans quelques années, les centres actuels seront saturés. Le document EP-A-0.455.873 propose la transformation d'un résidu dangereux en agrégat non dangereux sans lessivage par l'introduction du matériau dans un four rotatif où les grandes masses solides sont, au moins partiellement, brûlées pour former un agrégat primaire. Des sous-produits de combustion gazeux et des résidus pulvérulents des matériaux de résidus sont introduits dans au moins un dispositif d'oxydation ayant des parois métalliques refroidies par eau. Quelques uns des résidus pulvérulents sont fondus pour former un matériau de type laitier fondu, qui est enlevé de l'appareil et refroidi pour former un agrégat non dangereux. La partie de matériau dans le dispositif d'oxydation qui n'est pas fondue, est refroidie, neutralisée et soumise à une séparation gaz-solide. Le solide est réintroduit dans le dispositif d'oxydation avec l'agrégat primaire où ils sont ou bien fondus ou entraînés à l'intérieur du matériau fondu et deviennent une partie intégrante de l'agrégat non dangereux. Malgré l'incinération, il reste toujours des métaux lourds dans les fumées dont la toxicité est gênante. Le document EP-A-O.547.923 a pour objet un procédé pour stabiliser et solidifier des produits d'incinération d'ordures ménagères, produits résultant du procédé et produits pour sa mise en oeuvre. Cette invention est relative à un procédé de stabilisation et de solidification de cendres ou de résidus de déchloruration des fumées résultant de l'incinération d'ordures ménagères, qui consiste à les incorporer dans un liant aqueux formé principalement par une poudre d'un produit à base de laitier de haut-fourneau, tout en les mettant en présence d'oxyde de magnésium, et d'un sulfate ou d'un carbonate ou d'une combinaison des deux à un pH compris entre 8 et 13 et de préférence entre 9,5 et 12,5. Ce procédé est utilisé pour traiter les cendres et les fumées. Il associe à ces substances des produits chimiques. Ces adjuvants sont nombreux (deux ou trois) et des conditions de basicité doivent être respectées. Le procédé est donc onéreux à mettre en oeuvre. La présente invention élude ces inconvénients en proposant un procédé qui ne nécessite qu'un seul adjuvant et qui élimine la totalité des métaux lourds contenus dans les fumées dues à l'incinération des ordures ménagères. A cet effet, l'invention propose un procédé de retraitement des fumées d'incinération d'ordures ménagères traitées par de la chaux vive, caractérisé en ce qu'il consiste à densifier et à échauffer les fumées en les mélangeant à de l'acide acétique plus ou moins hydrolisé, puis à effectuer un traitement thermique du mélange en le soumettant à une température supérieure au point d'évaporation des métaux lourds en phase aqueuse. Le mélange traité thermiquement est broyé en présence d'argile puis est traité thermiquement à une température supérieure au point d'évaporation des métaux lourds en phase aqueuse, afin de donner un produit neutre déclassé. Selon un mode d'utilisation, le mélange traité thermiquement est broyé en présence d'eau afin de donner un ciment. Les vapeurs, issues d'au moins l'un des traitements thermiques, sont captées et dirigées vers un foyer d'incinération pour y être brûlées. De plus, chaque traitement thermique est réalisé par des rayons infrarouges courts à pénétration. Plus précisément, les rayons infrarouges ont une longueur d'ondes comprise entre 0,8 et 1,5 micron (p) sous tension nominale. Le produit obtenu par le procédé est caractérisé par le fait qu'il contient un mélange de fumées et d'acide acétique plus ou moins hydrolisé. La concentration de l'acide acétique, réagissant avec les fumées, est comprise entre 4 et 8 %. De plus, la masse d'acide acétique dilué est de 300 à 400 grammes par kilogramme de fumées traitées. Dans le cas où le procédé consiste à mélanger le mélange traité thermiquement avec de l'argile, d'une part la masse de mélange traité thermiquement est comprise entre 35 et 50 % et, d'autre part la masse d'argile est comprise entre 50 et 65 %. La présente invention concerne un procédé de retraitement des fumées d'incinération d'ordures ménagères. Jusqu'à présent, l'ensemble des ordures ménagères est brûlé à l'intérieur de fours. Cette action engendre des déchets de différente nature. Il y a tout d'abord les mâchefers, puis les cendres et enfin les fumées. Si les mâchefers sont facilement réutilisables, il n'en va pas de même des fumées ou des cendres. Le procédé de retraitement selon l'invention réside donc dans le retraitement de ces fumées uniquement, afin de permettre leur réutilisation sous la forme d'un produit neutre et déclassé. De manière également classique, ces fumées d'incinération d'ordures ménagères sont traitées par de la chaux vive. L'invention va donc consister à densifier et à chauffer les fumées traitées par la chaux vive en les mélangeant, par l'intermédiaire d'un malaxeur, à de l'acide acétique : CH3-COOH, Bien entendu, l'acide acétique est un acide faible, il est facilement hydrolisé en présence d'eau, selon la réaction pour donner l'anion de l'acide acétique également appelé "alcool acétique". Lors de cette opération, la densité des fumées passe de 0,5 à la valeur de 1,2. Bien entendu, ce mélange contient beaucoup de métaux lourds très polluants. Le mélange se présente sous la forme d'une pâte souple qui forme un magma contenant des métaux lourds et qui durcit au refroidissement. On effectue donc ensuite un traitement thermique du mélange en le soumettant à une température supérieure au point d'évaporation des métaux lourds en phase aqueuse, à l'intérieur d'un tunnel à une température d'environ 300 Celsius ('C). Une partie de ces métaux lourds vont donc s'évaporer et vont pouvoir être repris sous la forme d'oxyde par l'intermédiaire d'une gaine qui les dirigera à nouveau vers un foyer d'incinération, afin d'y être brûlés. Le reste des métaux lourds va se retrouver cristallisé dans des granulats qui sont le résultat final du traitement thermique. Dans un premier mode de réalisation du procédé, le mélange acidifié, que l'on vient de traiter thermiquement, est broyé en présence d'argile, par exemple de briquetier ou de potier, afin d'obtenir un sable très fin, puis être à nouveau traité thermiquement, toujours à une température supérieure au point d'évaporation des métaux lourds en phase aqueuse, mais préférentiellement vers 800 C, afin de donner un produit neutre déclassé. Bien entendu, les vapeurs résultant de ce second traitement thermique peuvent être à nouveau dirigées par l'intermédiaire d'une gaine vers un foyer d'incinération, afin d'y être brûlées. Dans un second mode de réalisation du procédé, le mélange acidifié, que l'on vient de traiter thermiquement, est broyé en présence d'eau pour former un ciment inerte. Ces traitements thermiques sont dus à des rayons infrarouges courts à pénétration dont la longueur d'onde se situe entre 0,8 et 1,5 p sous tension nominale. Plus précisément, la longueur d'onde des rayons infrarouge utilisée est de 1,2 p. Le produit, que l'on va pouvoir obtenir par le procédé, est donc constitué d'un mélange de fumée ainsi que d'acide acétique. La concentration de l'acide acétique, qui réagit avec les fumées, est comprise entre 4 et 8 %. Ce mélange d'acide acétique pur avec de l'eau distillée est réalisé afin de permettre le mouillage des fumées. En fait, le but est d'obtenir autant d'acide acétique que d'"alcool acétique". Dans un mode préférentiel de composition, l'acide constitue 3 % de la substance devant être malaxée et l'"alcool" également 3 % de cette substance. Le complément, c'est-à-dire 94 %, est constitué d'eau déminéralisée. C'est cette opération de mouillage qui va permettre l'évaporation des métaux lourds, lesdits métaux lourds se transformant en oxydes, puis, sous l'effet du traitement thermique, en vapeur. Il est également nécessaire que la masse d'acide acétique diluée soit proportionnelle à la masse de fumées traitées. Le rapport est sensiblement de un tiers. Dans la pratique, on utilisera 350 grammes d'acide acétique, dilué comme indiqué ci-dessus, par kilogramme de fumées. Lorsque le produit utilise un mélange du produit traité thermiquement associé à de l'argile, la proportion du produit est comprise entre 35 et 50 %, alors que la proportion de l'argile est comprise entre 50 et 65 %. Le produit neutre ainsi obtenu est déclassé, de ce fait il peut être réutilisé, par exemple pour servir de remblais ou bien être mélangé à des mâchefers ou encore mis en charge dans des bétons. REVENDICATIONS 1. Procédé de retraitement des fumées d'incinération d'ordures ménagères traitées par de la chaux vive, caractérisé en ce qu'il consiste à densifier et à échauffer les fumées en les mélangeant à de l'acide acétique plus ou moins hydraulisé, puis à effectuer un traitement thermique du mélange en le soumettant à une température supérieure au point d'évaporation des métaux lourds en phase aqueuse. 2. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange traité thermiquement est broyé en présence d'argile puis est traité thermiquement à une température supérieure au point d'évaporation des métaux lourds en phase aqueuse, afin de donner un produit neutre déclassé. 3. Procédé, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mélange traité thermiquement est broyé en présence d'eau afin de donner un ciment. 4. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les vapeurs, issues d'au moins l'un des traitements thermiques, sont captées et dirigées vers un foyer d'incinération pour y être brûlées. 5. Procédé, selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que chaque traitement thermique est réalisé par des rayons infrarouges courts à pénétration. 6. Procédé, selon la revendication 5, caractérisé en ce que les rayons infrarouges ont une longueur d'ondes comprise entre 0,8 et 1,5 p sous tension nominale. 7. Produit obtenu par le procédé, selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il contient un mélange de fumées et d'acide acétique plus ou moins hydraulisé. 8. Produit, selon la revendication 7, caractérisé par le fait que la concentration de l'acide acétique, réagissant avec les fumées, est comprise entre 4 et 8 %. 9. Produit, selon la revendication 8, caractérisé par le fait que la masse d'acide acétique dilué est de 300 à 400 grammes par kilogramme de fumées traitées. 10. Produit, obtenu par le procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la masse de mélange traité thermiquement est comprise entre 35 et 50 %, et que la masse d'argile est comprise entre 50 et 65 %.