Brevet FR2771316A1 — publié le 19990528

La présente invention a pour objet un procédé de traitement des boues d'hydroxydes métalliques et/ou des boues d'usinage à partir de chaux et une installation pour la mise en oeuvre de celui-ci. Les boues d'hydroxydes métalliques sont des déchets résultant par exemple des laminoirs et qui contiennent une quantité importante d'eau leur conférant une lixiviabilité qui les rend difficiles à éliminer ou à retraiter. Les boues d'usinage sont des boues issues du travail mécanique (par exemple rectification, rodage, etc... ) de pièces métalliques. Généralement, les déchets de ce type, faute d'une filière d'élimination satisfaisante, sont le plus souvent stockés dans des décharges de classe 1 ou sont détruits par incinération. Cependant, des problèmes se posent en termes d'environnement aussi bien lors d'un stockage que d'une incinération. En effet, le stockage des boues d'hydroxydes métalliques présente le risque d'être nuisible, par des phénomènes d'infiltration, aux sols et par voie de conséquences aux nappes phréatiques. L'incinération des boues d'usinage produit quant à elle des émissions de poussières et de gaz entrainant des pollutions atmosphériques. On connaît déjà des procédés de traitement des déchets d'hydrocarbones utilisant notamment de l'oxyde de calcium. Ainsi, le document EP 0 306 490 décrit un procédé de traitement des déchets hydrocarbonés avec de l'oxyde de calcium anhydre mais celui-ci répond principalement aux problèmes engendrés par la manipulation de l'oxyde de calcium dans un traitement à ciel ouvert des déchets pétroliers ou de machines-outils. La présente invention a pour but de proposer une solution pour pallier tous les inconvénients tels que décrits précédemment en permettant la transformation des boues métalliques en un produit solide valorisable répondant aux nouvelles normes de plus en plus exigeantes pour la préservation de l'environnement. Conformément à l'invention, ce résultat est obtenu par un procédé de traitement des boues d'hydroxydes métalliques et/ou des boues d'usinage à partir de chaux vive, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) une étape d'enrichissement en fer des hydroxydes métalliques par addition de fines métalliques chargées en eau et graisses ou huiles b) une étape de malaxage du mélange ainsi obtenu pour une homogénéisation physique et chimique de celui-ci c) une étape d'addition de chaux, la chaux provoquant une réaction exothermique avec l'eau et les graisses d) une seconde étape de malaxage du mélange pour homogénéiser le milieu réactionnel e) une étape de dépôt en tas du mélange résultant pour obtenir des produits solides intermédiaires. Les produits solides intermédiaires obtenus à la suite de l'étape de dépôt subissent ensuite un contrôle par analyse chimique. Selon une caractéristique particulière de ce procédé, la quantité de fines ajoutées est choisie en fonction de la teneur en fer désirée dans les produits solides intermédiaires obtenus Selon une autre caractéristique particulière de ce procédé, la durée de l'étape du dépôt en tas est choisie en fonction de la teneur en graisse et en chaux du mélange, de préférence entre environ deux et environ 30 jours. De manière préférentielle, la chaux est additionnée en une quantité comprise entre environ 7 et environ 15 % en masse du mélange (boues d'hydroxydes métalliques et/ou boues d'usinage fines métalliques-chaux), de préférence entre environ 8 et environ 10 %. D'autre part, selon une autre caractéristique de ce procédé, celui-ci comporte, pour les produits intermédiaires à forte teneur en fer, les étapes supplémentaires suivantes f) une étape d'émottage des produits solides intermédiaires obtenus après application des étapes a), b), c), d) et e); g) une étape de granulation par addition d'eau jusqu'à l'obtention de boulets h) une étape de séchage pour obtenir des boulets présentant un taux d'humidité compris entre environ 6 et environ 10 % et dont la granulométrie varie entre environ 4 et environ 10 mm. Lesdits boulets finaux à forte teneur en fer sont alors réutilisables dans le processus de fabrication de l'acier avec possibilité de manutention à l'électroaimant, par exemple dans un convertisseur aciérie. L'invention porte également sur une installation pour la mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, ladite installation comporte essentiellement - des bennes de réception pour les boues d'hydroxydes métalliques et les fines métalliques - une double trémie de pesée - un mélangeur-malaxeur - des bacs de réaction - un émotteur fermé muni d'un dispositif de recyclage des rejets gazeux et des émissions de poussières - au moins un plateau de granulation pour l'obtention de boulets, - un dispositif de séchage desdits boulets - des bennes de stockage des boulets finaux. Selon une caractéristique de ladite installation, les bacs de réaction et le dispositif de séchage comportent des moyens de récupération de l'eau par condensation des vapeurs d'eau produites lors de la réaction exothermique obtenue lors de l'ajout de chaux et lors du séchage, I'eau récupérée étant recyclée vers le plateau de granulation On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description qui suit faite en référence à la figure unique annexée qui est un schéma de principe d'un exemple non limitatif d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé. Le procédé conforme à l'invention est appliqué à titre d'exemple à la valorisation des boues d'hydroxydes métalliques issues du traitement des effluents industriels des lignes de décapage, de dégraissage et d'étamage des bobines d'acier. Les fines métalliques utilisées pour l'enrichissement des boues d'hydroxydes sont, par exemple, des fines de rectification, des boues de rodage et des poussières de fonte ou d'acier. Le tableau I résume la composition d'un exemple de boues d'hydroxydes métalliques. Fe CaO MgO SiO2 Na2O K2O Al2O3 P2O5 MnO TiO2 Zn Pb Ni V Sn Mo Cr 19.56 15.91 2.95 4.03 0.066 0.65 1.52 0.43 0.05 0.135 0.196 0.031 5.147 1.641 - humidité = 60 % - composition (en % de poids sur sec) Les boues d'hydroxydes métalliques et les fines métalliques sont déposées à leur arrivée dans l'aire de traitement dans des bennes de réception (1) prévues à cet effet puis, sont ensuite pesées et déchargées dans une double trémie de pesée (2). Les boues d'hydroxydes métalliques sont ensuite mélangées aux fines métalliques dans un mélangeur-malaxeur (3) afin d'être enrichies en fer. La chaux est ensuite ajoutée. Après malaxage. le mélange est transféré dans des bacs de réaction (4). Le tableau II résume la composition du mélange après l'ajout de chaux. Masse (kg) % boues hydroxydes métalliques l 00 22.6 fines de rectification 500 37.6 boues de rodage 230 1 i 7.3 poussières de fonte 200 15 chaux 1 100 | 7.5 On laisse se développer une réaction exothermique pendant au moins 48 heures. La quantité de fines métalliques est choisie en fonction de la voie de valorisation des produits intermédiaires. La quantité de chaux utilisée pour le mélange peut être minimisée dans des proportions permettant le contrôle de la réaction - en limitant l'élévation de température à 350 maximum, - en limitant l'évoporation, - et en inhibant la combustion des graisses. Le mélange obtenu est ensuite disposé en tas dans les bacs de réaction (4) pour y séjourner ainsi entre 2 et 10 jours. Selon les caractéristiques du produit intermédiaire obtenu, celui-ci est dirigé vers une voie de valorisation déterminée. Par exemple, si le produit intermédiaire a une faible teneur en fer, il est expédié en l'état vers des cimenteries pour une recherche en métaux et en chaux. Par contre, si le produit intermédiaire présente une forte teneur en fer, il subit un traitement mécanique compris dans le procédé conforme à l'invention. Pendant ce traitement mécanique, ledit produit est émotté dans un émotteur fermé (5) puis granulé par addition d'eau dans un plateau de granulation (6). Les besoins en eau se limitant principalement dans ce procédé à l'étape de granulation et étant estimés à 6 % de la matière à bouleter, ceux-ci sont en partie comblés par l'eau générée par la réaction exothermique dans le bac de réaction et l'eau récupérée lors de l'opération de séchage décrite ci-après. Les boulets obtenus d'une granulométrie variant d'environ 4 à environ 10 mm, sont séchés par des moyens de séchage (7) par exemple dans un tunnel à lampes infrarouge jusqu'à présenter un taux d'humidité d'environ 8 % et stockés dans des bennes de stockage (8). Le tableau III résume les caractéristiques des boulets obtenus à l'état final. Fe CaO MgO SiO2 Na2O K2O Al2O3 P2O5 MnO TiO2 Zn Pb Ni V Sn Mo Cr 55.59 7.45 0.44 8.38 0.020 2.28 0.22 0.64 0.03 0.030 0.021 0.035 0.007 0.492 0.015 0.223 - humidité = - composition (en 0% de poids su sec) Ces boulets subissent une étape de contrôle par analyse chimique avant d'être expédiés vers une filière de valorisation. Ces boulets à forte teneur en fer seront recyclés dans le processus de fabrication de l'acier au niveau du convertisseur de l'aciérie par mise en auget d'enfournement à l'aide d'une manipulation à l'électro-aimant. Les avantages et performances de l'invention sont nombreux et notamment - suppression des problèmes de stockage - économie d'eau - utilisation minimum de chaux, - procédé de traitement à froid, donc peu dispendieux en énergie. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des boues d'hydroxydes métalliques et/ou des boues d'usinage à partir de chaux vive, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes a) une étape d'enrichissement des hydroxydes métalliques en fer par addition de fines métalliques chargées en eau et graisses ou huiles b) une étape de malaxage du mélange ainsi obtenu pour une bonne homogénéisation physique et chimique de celui-ci c) une étape d'addition de chaux, la chaux provoquant une réaction exothermique avec l'eau et les graisses d) une seconde étape de malaxage du mélange pour homogénéiser le milieu réactionnel e) une étape de dépôt en tas du mélange résultant pour obtenir des produits solides intermédiaires. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la quantité de fines ajoutées est choisie en fonction de la teneur en fer désirée dans les produits solides intermédiaires obtenus. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de l'étape du dépôt en tas est choisie en fonction de la teneur en graisse et en chaux du mélange de préférence entre environ deux et environ 30 jours. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la quantité de chaux ajoutée est comprise entre environ 7 et environ 15 % en masse du mélange (boues d'hydroxydes et/ou boues d'usinage-fines métalliques-chaux), de préférence entre environ 8 et environ 10 %. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte en outre pour les produits intermédiaires à forte teneur en fer, les étapes suivantes f) une étape d'émottage des produits solides intermédiaires obtenus après application des étapes a), b), c), d) et e); g) une étape de granulation par addition d'eau jusqu'à l'obtention de boulets h) une étape de séchage pour obtenir des boulets présentant un taux d'humidité compris entre environ 6 et environ 10 % en masse des boulets finaux obtenus et dont la granulométrie varie entre environ 4 et environ 10 mm. 6. Installation (1) pour le traitement des boues d'hydroxydes métalliques et/ou des boues d'usinage à partir de chaux, caractérisé en ce qu'elles comportent essentiellement - des bennes de réception (1) pour les boues d'hydroxydes métalliques et/ou des boues d'usinage et les fines métalliques - une double trémie de pesée (2); - un mélangeur-malaxeur (3), - des bacs de réaction (4); - un émotteur fermé (5) muni d'un dispositif de recyclage des rejets gazeux et des émissions de poussière; - au moins un plateau de granulation (6) pour l'obtention de boulets, - un dispositif de séchage (7) desdits boulets - des bennes de stockage (8) des boulets finaux. 7. Installation (1) selon la revendication 6, caractérisée en ce que les bacs de réaction (4) et le dispositif de séchage (7) comporte des moyens de récupération de l'eau par condensation des vapeurs d'eau produites lors de la réaction exothermique obtenue par ajout de chaux et lors du séchage, I'eau récupérée étant recyclée vers le plateau de granulation (6) .