FR 2712214 A1 19950519 FR 9313449 A 19931110 PROCEDE DE CRISTALLISATION DES DECHETS La présente invention concerne un procédé de cristallisation des déchets domestiques ou industriels, permettant d'immobiliser à long terme les métaux toxiques contenus dans ces déchets. L'incinération habituellement pratiquée des déchets domestiques et industriels génère des produits qui brutalement refroidis lors de la trempe hydraulique subie à la sortie du four, forment un matériau polyphasé contenant des cristaux d'oxydes de fer et d'aluminosilicate noyés dans une gangue vitreuse fragilisée par des variations thermiques extrêmes. Les métaux lourds toxiques, partagés entre les différentes structures, sont alors facilement mobilisables par des agents externes, naturels ou provoqués, et rendent les scories potentiellement dangereuses vis à vis de l'environnement. Les verres produits lors de l'incinération ont souvent été considérés comme des produits stables aptes à immobiliser les métaux lourds et ce de manière durable. Il est important de souligner que ces scories, seulement "pro parte" vitreuses et évolutives avec le temps, représentent un danger différé. En effet les bains aluminosilicatés produits dans les incinérateurs industriels subissent une trempe hydraulique très préjudiciable. Durant ce refroidissement brutal d'un matériau polyphasé, constitué en général par des spinelles noyés dans un matériau vitreux, des contractions différentielles apparaissent en raison de la différence importante entre les coefficients d'expansion thermique isobare des spinelles et de la phase vitreuse. Se contractant plus au refroidissement, le verre se fracture et/ou accumule des contraintes dont la relaxation est à l'origine d'une micro- fracturation sur le site de stockage. Thermodynamiquement instable, le verre l'est aussi mécaniquement. Comme la masse de métaux extraits par la lixiviation de la phase vitreuse est proportionnelle aux surfaces venant en contact avec la solution, on conçoit que ces scories puissent arriver à être percolées à coeur en des durées de quelques années, durées très brèves comparées à l'unité de temps géologique: le million d'années. Afin d'assurer à la fois la conformité légale et l'innocuité pérenne de ces mâchefers, une solution consiste à immobiliser ces éléments nocifs dans des édifices cristallins, stables à l'échelle des temps géologiques. La phase cristalline a un comportement différent du comportement de la phase vitreuse à la lixiviation. En effet, le cristal est une organisation de la matière beaucoup plus stable que le verre de même composition. Aussi la destruction d'une ou de plusieurs espèces minérales cristallisées des roches par dissolution, oxydation et hydrolyse combinées est excessivement lente et opérée à l'échelle du million d'années. Les métaux nocifs qu'elles renferment, libérés au même rythme, sont donc pratiquement sans danger pour notre environnement. Jusqu'à présent, peu de solutions de traitement spécifique des scories ont fait leur apparition. Elles sont empruntées principalement aux techniques du traitement des minerais et visent à extraire et/ou concentrer les polluants potentiels dans un volume plus petit. On a également proposé un recours à une vitrification. Une première voie passe par la réalisation d'un verre à haute température (4000 à 5000 C), à l'aide d'une torche à plasma, en modifiant très peu la composition chimique du produit initial. Une seconde voie requiert la synthèse d'un verre boro- silicaté alcalin, insoluble, dans lequel est dispersé le déchet. Ce procédé modifie considérablement la teneur du produit initial. Aucune autre solution de traitement des scories issues de l'incinération de déchets industriels ou de déchets ménagers, ne semble avoir été proposée. Le traitement de stabilisation des mâchefers par recristallisation modifie très peu le chimisme des déchets et en particulier des scories qu'ils contiennent, et n'apporte que très peu de matière supplémentaire permettant la transformation d'un déchet en un matériau voisin d'un matériau naturel. Pour apporter une solution au problème du stockage des déchets nocifs industriels ou domestiques, les inventeurs de la présente demande proposent donc de transformer ces déchets en un matériau ayant les propriétés des roches naturelles s'agissant de leur structure cristalline. Dans ce but un procédé a été mis au point, qui consiste, en fonction des structures et des compositions des déchets, à diriger la migration des métaux qu'ils contiennent, de la matière vitreuse vers les phases cristallisées en croissance. Le procédé selon l'invention pour le traitement des déchets industriels ou domestiques est selon un premier mode de réalisation, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - le chauffage d'un mélange comprenant les déchets à traiter et un ou plusieurs agents de nucléation contenant notamment des composés ferreux, ledit chauffage étant réalisé dans des conditions telles qu'il permet l'obtention d'un mélange en phase liquide encore appelé mélange de fusion ou "melt", essentiellement dépourvu d'oxyde Fe2O3; - le refroidissement contrôlé du "melt" jusqu'à l'obtention d'un matériau solide dans lequel les métaux lourds contenus dans les déchets traités sont inclus au sein de structures cristallines; - la récupération du matériau solide obtenu. Le procédé ainsi caractérisé a pour but de permettre dans un premier temps la liquéfaction complète des déchets à traiter et dans un second temps, l'inclusion au cours d'un refroidissement contrôlé, des métaux contenus dans les déchets, au sein de structures cristallines se développant au fur et à mesure de la solidification du mélange de fusion lors de son refroidissement. De façon préférée, la cristallisation des métaux contenus dans les déchets est complète. Cependant une cristallisation permettant l'immobilisation de 80 à 100 %, de préférence 90 à 100 % des métaux contenus dans les déchets apparait satisfaisante. Le procédé décrit présente également l'intérêt d'assurer l'innocuité des métaux contenus dans les déchets et leur immobilisation de façon stable dans le temps à l'échelle géologique. On appelle refroidissement contrôlé du mélange de fusion ou "melt", un refroidissement dont on maîtrise la diminution au moins jusqu'à la solidification complète du mélange de fusion. De préférence, le refroidissement sera mené de telle façon que la diminution de température est de l'ordre d'environ 1 C à 10 C par minute au moins jusqu'à la cristallisation voire jusqu'à solidification complète du mélange de fusion. De façon générale jusqu'à l'obtention de cette solidification, le refroidissement doit être le plus lent possible. Différentes techniques connues de refroidissement peuvent être utilisées. On pourra par exemple procéder à ce refroidissement dans l'air. L'étape de chauffage dont il est question ci- dessus doit être réalisée de façon à obtenir un mélange totalement liquéfié. Pour ce faire, on pourra avoir recours à une étape de stabilisation de la température lorqu'elle a atteint son niveau le plus élevé, afin d'assurer cette liquéfaction complète. Le temps de stabilisation varie en fonction de la température la plus élevée de l'étape de chauffage; il peut par exemple être d'une durée d'environ 1 heure ou être adapté en fonction de la quantité de déchets traités. La progression de la température lors de l'étape de chauffage n'est pas une condition critique; cependant une montée en température rapide est généralement plus favorable à la liquéfaction complète du mélange traité. Selon un premier mode de réalisation du procédé de l'invention, les déchets à traiter sont des scories résultant de l'incinération préalable de déchets industriels ou domestiques. La composition moyenne des scories est donnée dans les exemples qui suivent sur la base d'échantillons de déchets industriels. De façon générale, les scories contiennent majoritairement des matières minérales incombustibles combinées sous de multiples formes oxydées. En particulier, les scories contiennent en général une proportion relativement importante d'oxydes de fer. Ces oxydes de fer sont par exemple sous la forme de magnétite, et le procédé de l'invention a notamment pour objet d'augmenter la capacité de piégeage des métaux. Ainsi lors du chauffage réalisé dans le cadre du procédé de l'invention, la magnétite ainsi que les autres éléments solides des scories, sont fondus et leur refroidissement progressif conduit ensuite permet notamment la substitution des atomes de fer contenus dans les magnetites, par des atomes de métal contenus dans les déchets. Le même processus de substitution peut avoir lieu avec les autres oxydes présents dans les scories. Ce phénomène peut être favorisé par l'addition aux scories issues des déchets, d'agents de nucléation, en particulier de composés ferreux. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les déchets traités sont des boues d'hydroxides. Le procédé de traitement selon l'invention est selon un mode de réalisation préféré, caractérisé en ce que l'étape de chauffage est réalisée dans des conditions telles qu'elle permet a) l'oxydation de la magnétite contenue dans les scories en oxyde Fe203, et b) la réduction de l'oxyde Fe203 formé, en oxyde FeO. De façon avantageuse, la température du mélange à traiter par chauffage est portée jusqu'à environ au moins 1450 C de préférence jusqu'à environ 1500 C. Cette température peut être aménagée en fonction de la quantité de déchets à traiter et de leur composition initiale. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les composés ferreux utilisés comme agents de nucléation sont du fer. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, ces composés ferreux sont de la limaille de fer, de préférence dans une proportion supérieure à 0,5% en poids du mélange à traiter par chauffage et de façon particulièrement préférée, dans une proportion d'environ 1% en poids du mélange à traiter. A titre d'exemple, les déchets à traiter selon le procédé de l'invention contiennent principalement les oxydes suivants dans une proportion donnée en pourcentage par rapport au poids total des déchets: SiO2 26,25 à 45,65 A1203 7,43 - 17,98 Fe203 14,53 - 34,92 MnO 0,54 - 1,88 MgO 1,64 - 2,86 CaO 6,41 - 10,16 Na20 2,66 - 10,82 K20 0,56 - 1,61 TiO2 3,66 - 7,69 P205 0,96 - 2,54 C02 0,33 - 4,32 S total 0,03 - 2,53 La réalisation du procédé de l'invention peut être facilitée lorsque les déchets à traiter, qu'il s'agisse de scories ou de boues, sont préalablement mélangés de façon homogène avec les agents de nucléation et en particulier avec les composés ferreux. Dans le cas des scories, l'homogénéisation peut être réalisée à partir de scories ayant une granulométrie inférieure à 10 mm ou plus, de préférence inférieure à 2 mm. De façon tout à fait intéressante, l'homogénéisation pourra être améliorée par une étape de porphyrisation du mélange à traiter par exemple de manière à obtenir une granulométrie inférieure à 10 Mm. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaissent dans les figures et dans les exemples qui suivent. Figure 1: Structure d'un spinelle direot de formule AB204 Figure 2: Diagramme d'équilibre des feldspath plagioclases Figure 3: Diagramme de stabilité de Fe - F0203 en fonction de log P02 EXEMPLES I. Traitement des scories 1.1. Composition chimique des machefers Les scories résultent de l'incinération de déchets organiques Elles contiennent majoritairement des matières minérales incombustibles combinées sous de multiples formes oxydées. En fonction des déchets incinérés, les teneurs en oxydes et éléments chimiques varient dans les proportions données par le tableau 1 ci-dessous. Variation des teneurs Eléments majeurs Oxydes Teneurs (%) SiO2 26,25 - 45,65 A1203 7,43 - 17,98 Fe203 14,53 - 34,92 MnO 0,54 - 1,88 MgO 1,64 - 2,86 CaO 6,41 - 10,16 Na20 2,66 - 10,82 K20 0,56 - 1,61 TiO2 3,66 - 7,69 P205 0,96 - 2,54 C02 0,33 - 4,32 S total 0,03 - 2,53 Eléments traces Eléments Teneurs (ppm) Ba 8800 - 11500 Be 1,79 - 4 Co 1449 - 13000 Cr 6716 - 16800 Cu 5 - 7000 Ga 19 - 39 Nb 49 235 Ni 399 - 10200 Rb 14 - 51 Se 8,6 - 12,8 Br 276 - 1135 Th 5,1 - 12 V 181 - 412 Y 5,1 - 24 Zn 600 - 6300 Zr 208 - 3350 Pb 142 - 1215 Cd 0,6 - 1,7 Sn 24 - 177 As 7,5 - 42 Hg 0,02 - 0,12 P.F. 1010 C (-3,76) - 1,47 Tableau 1: Teneurs limites des scories Par suite des valeurs limites des teneurs de certains métaux lourds, cette étude ne se préoccupera que des métaux de transition qui, dans le cas o ils se solubiliseraient entièrement, devraient faire l'objet d'un traitement spécifique: Cr, Cu, Ni, Pb et Zn 1.2. Composition structurale des Machefers Si le verre est la phase majoritairement présente, 2/3 du volume, la magnétite (Fe"IOFe"'203) est la forme cristallisée la plus répandue et au stade d'évolution le plus avancé (taille = 10 à 20 lm). Elle coexiste avec d'autres espèces minérales importantes comme l'hématite ( Fe203), la lépidocrocite ( FeO.OH), le quartz (Sio2) et des feldspath calciques CaAl2Si208 ou sodiques NaAlSi308 L'avantage de la présence de la magnétite, spinelle ferrifère, est de lui permettre des substitutions à l'intérieur de son réseau cristallin. Les métaux de transitions peuvent se substituer au fer dans ses degrés d'oxydation divers ( II et III) sans qu'il y ait modification de la structure et de sa stabilité. C'est pourquoi les études de répartition des éléments dans les mâchefers, nous ont renseignés sur leurs coefficients de répartition: - Le chrome et le nickel sont localisés dans le réseau de Fe304 en substitution soit de FeII et/ou de Fe"'. - Le zinc et le cuivre se partagent entre le verre et la magnétite en proportion inégales et variables selon les échantillons. - Le plomb est non détecté dans les spinelles. Son absence s'explique pour des raisons stériques. - Les autres métaux sont difficilement décelables par suite de leur faible teneur et ne représentent de plus qu'un risque modéré. II. Traitement thermique II.1. But Le concept de base consiste à réduire la fraction vitreuse instable et de séquestrer les métaux polluants en les insérant dans des réseaux cristallins en présence ou a synthétiser. Il s'agit de recréer un véritable matériau naturel à partir d'un déchet en modifiant très peu son chimisme II.1.1. Instabilité de la phase vitreuse des scories Les techniques de vitrification sont déjà utilisées dans la stabilisation de déchets, surtout radioactifs. Il s'agit de verres spéciaux de très grande qualité que l'on ne retrouve pas dans les mâchefers issus des incinérateurs industriels. En effet, les observations au microscope ont révèlé une intense microfacturation du verre n'affectant que très peu les phases cristallisées. Son origine est à retrouver dans l'élaboration du mâchefer. A la sortie des fours d'incinération, la matière en fusion, subit une trempe hydraulique. Les contraintes développées par ce choc thermique suffisent pour développer une fracturation intense fragilisant de ce fait la matière. Par ailleurs, le verre aboutit a un gel alumino- siliceux provoqué par le départ de métaux de transition dans une solution acide complexante. Ce gel, par opposition au verre, a la propriété mécanique de se dilater ou de se contracter en phase ambiante, occupant le volume qui lui est offert. Au cours d'une lixiviation, il y a extraction d'atomes de la phase vitreuse qui induit une réduction du volume spécifique. Ceci est observable par une décoloration de cette phase, liée au départ des métaux de transition. C'est pourquoi l'attaque acide provoque une intense corrosion du verre solubilisant certains métaux qui y étaient initialement fixés: fer, cuivre, plomb et très peu de nickel et de chrome. II.1.2. Stabilité de la phase cristallisée des scories Le phénomène décrit précédemment n'est pas décelé dans les phases cristallisées qui conservent leur chimisme après lixiviation. Aucune figure d'attaque n'a pu être décelées sur les phases cristallisées, dans les mêmes conditions de lixiviation que pour le verre, concluant à une stabilité notable de ces édifices cristallins même par des méthodes optiques très sensibles comme le contraste interférentiel différentiel. II.2. PRINCIPE Les déchets industriels sont généralement riches en fer. Lors de la montée en température des déchets dans l'incinérateur le fer, thermodynamiquement instable sous la pression partielle en oxygène régnante à des températures inférieures à 1500 OC, est oxydé en magnétite Fe304 (Fe"Fe"I04) qui cristallise dans le système cubique. Cette substance appartient à la vaste famille des spinelles dont la formule structurale générale est: AIIB2IIIX4 X= O, si... avec (1) AII = Mg, (Fe) [Or, Mn, Ca, Co, Ni, Ou, Zn, Cd, (Hg), Sn] (2) BIII = Al [ Ga, In, Ti, V, Or, Mn, Fo, Co, Ni, Rh] La figure 1 illustre la structure de spinelle normal. Les scories issues de l'incinérateur sont généralement riches en magnétite. Ce minéral piège effectivement les éléments entre crochets de la ligne (1) en substitution du Fe" et ceux de la ligne (2) en substitution du Fe"'. Ces métaux nocifs sont alors immobilisés de manière durable dans le réseau de le magnétite. L'idée la plus immédiate est dès lors d'augmenter la teneur en magnétite de la scorie afin d'accentuer ce phénomène de piégeage. Il faut donc la refondre et la refroidir très lentement. Les essais dans ce sens ont démontré que l'on pouvait augmenter la teneur en magnétite de la scorie de façon spectaculaire. Mais la proportion de verre reste importante; ceci tient à ce que certains oxydes élémentaires ou associés (polymères) du bain alumino-silicaté ou "melt" s'enrichissent dans le bain résiduel, au terme de la cristallisation de la magnétite, et en augmentent notablement la viscosité. Il s'agit notamment de Al203, MgO et TiO2. La cristallisation est dès lors ralentie voire inhibée; la nucléation et la diffusion étant devenues inopérantes. L'originalité du procédé proposé consiste précisément à empêcher la magnétite de se former en forçant le bain alumino-silicaté à cristalliser des spinelles riches en A1203, MgO et TiO2 de manière à prévenir l'augmentation de la viscosité du "melt résiduel" qui empêcherait sa cristallisation totale en des durées raisonnables. Les spinelles continuent à accueillir les métaux lourds nocifs entre crochets des lignes (1) et (2). Le Pb2+ a un rayon ionique très supérieur (1,29 A) à celui des métaux de transition - compris entre 0,4 et 0,8 A. Il ne peut donc être accueilli par ces spinelles. Il est inséré dans les sites cristallochimiques beaucoup plus volumineux que ménage la structure des feldspaths plagioclases. Ceux- ci sont intermédiaires des pôles de la solution solide NaAlSi3O8 (albite) - CaAl2Si20O8 (anorthite) que représente la figure 2. Par fusion d'une scorie constituée de verre et de cristaux de magnétite on produit un liquide constitué de molécules d'oxydes élémentaires tels que MgO, CaO, A1203, SiO2, FeO, Fe203 et TiO2. Ces molécules vont s'associer à des degrés divers pour former des agrégats dont la stabilité dépend de l'importance des moments dipolaires permanents des différents constituants. La magnétite pure fond congruement à 1590 C sous une pression totale de 1 atmosphère selon: Magnétite = FeO(L)+ Fe203 (L) Les oxydes élémentaires FeO et Fe203 sont liquides à la température de fusion de la magnétite pure puisque les changements de phase Wustite FeO (L) et Hématite F0203 (L) apparaissent respectivement à 1369 *C et 1565 OC. Le bain silicate dissout donc du monoxyde et du sesquioxyde de fer. Réduire Fe203 en FeO au moyen d'un additif approprié a pour effet: d'accroitre la fluidité du "melt" par augmentation de l'activité en FeO du système, - d'empêcher de formation ultérieure de magnétite par destruction d'un constituant indispensable (Fe203) à sa formation. Dans ce but, on incorpore du Fe métal (Fe') qui dans les conditions régnantes (T=1550 OC) est instable et réagit avec Fe203: Fe- (L) + Fe203 (L) --> 3 PeO (L) Le diagramme de stabilité de Fe - Fe2O3 en fonction de la pression en oxygène est donné par la figure 3. Dans le "melt", les oxydes majeurs formateurs de spinelles susceptibles d'accueillir les métaux nocifs "spinellisables" sont désormais: A1203, TiO2, FeO et MgO. le refroidissement du "melt" conduit, compte tenu du rapport A1203/TiO2, à la cristallisation de la hercynite (figure 4), qui piège les métaux de transition du bain très fluide, puis d'ulvâspinelle TiFe204 dès que la température de l'eutectique est atteinte (Te = 1355 OC, Cheney et Muan, 1972). A ce stade du refroidissement l'essentiel des métaux nocifs a été immobilisé dans les spinelles. La cristallisation totale du bain se produit entre 1205 C, (température de fusion de la fayalite pure: Fe2SiO4) et 1118 C (température de fusion du plagioclase sodique NaAlSi3O8) Il s'agit d'une association étroite de cristaux aciculaires de fayalitesOt Sol et de plagioclases (60 % d'anorthite) fibreux enrichis en Pb. En effet à partir de ces résultats analytiques, on est placé devant une alternative: ou optimiser la croissance de la maqnétite dans la gangue vitreuse Le réseau de la magnétite a la possibilité d'accueillir plus de 15 % d'éléments en substitution du Fe" et FelT, et joue ainsi le rôle d'une "éponge cristalline"; il est judicieux de poursuivre la croissance des germes déjà présents. C'est pourquoi si l'on réchauffe les scories au delà de leur température de fusion avec des ajouts de composés ferreux et par un refroidissement lent de la phase fondue, on alimente et augmente de ce fait considérablement la taille des cristaux (100 4m). Le verre résiduel est considérablement réduit et épuré de ces métaux. ou recristalliser totalement la scorie par la synthèse de nouveaux motifs structuraux. Lorque l'on porte le mélange scorie/ajout à de plus hautes températures (1500 C), on obtient après refroidissement un matériau entièrement cristallisé. A ce stade on atteint la formation de nouveaux minéraux (spinelles complexes, feldspaths et olivine) qui lui confèrent l'innocuité d'une roche naturelle, les métaux étant alors tous fortement immobilisés. II.3. Manipulation Pour procéder aux substitutions élémentaires des métaux de la phase vitreuse vers les phases cristallisées, il faut refondre puis refroidir la scorie en maîtrisant les processus de germination et de recristallisation. C'est pourquoi les études structurales et les teneurs définissent les conditions opératoires suivantes. II.3.1. Préparation des échantillons Les essais réalisés en laboratoire sont effectuées à partir de scories brutes, échantillonnées à la sortie des fours d'incinération. Après 24 heures de séchage à C, le mâchefer est concassé puis broyé à sec pour atteindre une granulomètrie tableau 2). L'homogénéisation est faite dans un récipient fermé et agité manuellement. Même si une relation entre la granulomètrie maximum acceptable et l'efficacité du procédé n'a pu être encore démontrée, nous estimons que le broyage à 2 mm produit suffisament de fines pour avoir une homogéneisation correcte des solides; c'est à dire une distribution spatiale aléatoire des grains de mâchefers et de limaille de fer. La porphyrisation de l'ensemble après mélange (broyage les 2 granulomètries aboutissent aux mêmes résultats. ELEMENTS TENEURS (%) Fe 99,5 insol. (H2504) 0,1 Pb 0,002 Cu 0,002 Mn 0,002 Zn 0,002 As 0,0002 N 0,001 S 0,002 TOTAL 99,6112 Tableau 2: Composition de la limaille de fer MERCK (art 3819) II.3.2. Conditions de chauffage Elles s'inspirent de la fabrication des vitroceramiques. Celles-ci sont préparées par recristallisation de matériaux tout ou partie amorphe. Cette élaboration nécessite d'abord la synthèse d'un verre à haute température (1500 C-1600 C). Le liquide obtenu est maintenu à 1500 C pendant une heure. Le refroidissement est alors programmé et la température s'abaisse de 1 à 5 C/mn. II.3.3. Mode opératoire Les expérimentations en laboratoire sont accomplies à partir du mélange scorie/limaille. On place 10 grammes de la formulation décrite précédemment dans un creuset cylindrique en alumine (pure & 99,7%) frittée de 20 mm de diamètre et 30 mm de hauteur. Le creuset est alors introduit au centre d'un four tubulaire horizontal CARBOLITE STF 16/75. On dispose 2 boucliers thermiques à l'intérieur par les 2 orifices du tube cylindrique en alumine permettant de limiter au mieux les pertes thermiques en son centre. Enfin, on clos la tubulure à l'aide de 2 bouchons en inox. Le régulateur/programmateur permet de fixer les profils de chauffage et de refroidissement. Le temps nécessaire pour atteindre 15000C à partir de la température ambiante est fonction de la puissance maximale de chauffe que peut développer le four. Elle augmente avec le vieillissement des résistances chauffantes. Elle s'exécute en 4 heures et 30 mn environ. La durée du refroidissement varie selon la vitesse programmée. III. Résultats IV. Comportement thermique IV.l.l. Analyses thermiques différentielles L'analyse thermique différentielle a permis d'identifier le comportement réactionnel du mélange scorie/limaille lors de son échauffement. Deux domaines réactionnels, sièges de flux exo- et endothermiques, sont décelables à l'intérieur d'intervalles de températures distincts: -1- Entre 800 C à 970 C, le flux est exothermique. Il traduit l'énergie dégagée par une réaction dans l'état solide: oxydation de la magnétite en hématite. -2- Entre 1020 C et 1350 C, le flux mesuré est endothermique. Il correspond à l'énergie à apporter pour permettre la fusion de la scorie. La même analyse a été effectuée sur la scorie brute et ne présente guère de différence avec les valeurs citées précédemment. A savoir, un intervalle de 780 C à 990 C pour le premier flux, un intervalle de 1020 C à 1350 C pour le second pic. IV.1.2. Enthalpies d'échauffement Les enthalpies d'échauffements, par gramme de produit, ont été déterminées à l'aide d'un calorimètre de la température ambiante aux températures précédant et suivant la fusion. Elles sont reportées dans le tableau 3. TEMPERATURES ENERGIE ENERGIE (Joules/g) (KWh/t) SCORIE Brute Q avant fusion de 23 C à 1010 C 564 156,67 Q après fusion de 24 C à 1390 C 1468 407, 78 Q de fusion de 1010 C à 1390 C 900 250 SCORIE+1% ajout Q avant fusion de 23 C à 1010 C 500 138,89 Q après fusion de 24 C à 1390 C 1334 370,56 Q de fusion de 1010'C à 1390 C 834 231,67 Tableau 3: Enthalpies d'échauffement des scories en fonction de la température Ces mesures enthalpiques nous permettent d'apprécier les quantités d'énergies à fournir pour transformer la scorie et surtout legain énergétique qu'apporte la limaille de fer lorsqu'elle est incorporée au milieu. V.2. ESSAIS Des traitements thermiques ont été effectués sur 4 types de scories de compositions chimiques différentes, STL 2, STL 3, STL 6 et STL 8, mélangées avec 1% de limaille de fer ( MERCK article 3819). Pour chaque classe de mâchefer, on porte un échantillon scorie/limaille, selon le mode opératoire décrit, à 1500 C, à 1400 C et à 1300 *C, en plus, pour le mélange STL 8/1% limaille de fer. L'analyse de diffraction des rayons X avant et après traitement thermique confirme qu'au delà de 1500 C, la magnétite a disparu pour laisser place à la hercynite FeA1204 et à l'ulvite (ou ulvôspinelle) Fe2TiO4. Enfin, pour vérifier la stabilité des produits synthétisés, on effectue, sur les échantillons bruts et sur les produits refondus, le test de lixiviation normalisé NFX 31.210. Cette norme expérimentale applique une méthode permettant l'obtention, dans des conditions particulières, de la fraction solubilisée d'un échantillon de déchet dans des conditions aqueuses se prêtant à des caractéristiques analytiques. Elle s'applique à des déchets prélevés à l'état solide ou plastique, et demeurant dans cet état, quel que soit le degré de division de la matière. Les résultats de la caractérisation du lixiviat permettent, par comparaison avec les seuil d'acceptabilité en décharge, d'apprécier le niveau de stabilité du déchet et de sa destination finale, en particulier, sa mise en décharge. Celle-ci peut comporter des risques potentiels qui résident principalement dans l'entrainement par les eaux, d'éléments polluants contenus dans le déchet. Le test est accompli sur le déchet broyé à 4 mm. On prélève, par quartage, 100 g de résidu que l'on dispose dans un flacon de 2 litres et que l'on met en contact avec 1 litre de solution lixiviante. Elle est préparée à partir d'eau déminéralisée, saturée par du gaz CO2 qui est strippé par un barbotage d'air. On agite pendant 16 heures le flacon & l'aide d'un agitateur a plateau permettant la mise en mouvement alternatif linéaire. Au terme de l'opération le matériau résiduel et la solution sont séparés. Le lixiviat est alors disponible pour la réalisation d'analyses. Le matériau résiduel sera soumis a 2 autres opérations de lixiviations successives qui aboutiront & la production de lixiviats qui seront eux aussi analysés. V.2.1. Essais sur l'échantillon STL 2 * Composition chimique de l'échantillon brut ECHANTILLON STL 2 Eléments majeurs Eléments traces Oxydes Teneurs (%) Eléments Teneurs (ppm) SiO2 38,89 Ba 9600 AL203 14,30 Be 1,79 Fe203 19,61 Co 2240 MnO 0,89 Cr 7400 MgO 1,64 Cu 3900 CaO 10,16 Ga 19 Na20 3,72 Nb 60 K20 0,94 Ni 2643 TiO2 5,99 Rb 29 P205 1, 16 Sc 8,6 C02 1,90 Sr 394 S total 0,87 Th 7 V 357 Y 5 Zn 1700 Zr 525 Pb 425 Cd 1,7 Sn 54 As 21 Hg 0,02 Majeurs (%) 99,95 Traces(ppm) 29391 Composition (%) 102,89 * Caractérisation structurale de l'échantillon brut L'échantillon STL 2 brut est composé majoritairement de: - 20 % de quartz 8iO2 - 20 % de magnétite Fe304 - 10 % d'augite (Mg, Fe, Ca).(Si, A1)03 - Z de feldspath (Na, Ca).(Al, 8i)308 Le restant, soit 50% environ, est constitué par la phase amorphe. La composition chimique de cette phase vitreuse a pu être estimée à l'aide d'analyse spectroscopique ponctuelle ( Microsonde électronique de Castaing) soit: 17 à 18 % de Si - 6 à 6,5 % de A1 - 11 à 12 % de Fe - 3 à 3,5 % de Na - 11 à 11,5 % de Ca - 2 à 2,5% de Ti - de l'ordre de 1% pour K, Mg, Xn et P dont * Caractérisation structurale de l'échantillon refondu à 1500 OC: Il est entièrement cristallisé et est composé de 3 phases - la hercynite Fe A1204 - l'ulvite, ou l'ulvospinelle, Fe2TiO4 - un plagioclase à 1400 OC: Le matériau n'est pas entièrement cristallisé. il reste encore approximativement 40 % de phase vitreuse. - augmentation du pourcentage de magnétite F10304 - apparition de cristaux d'ilménite PeTiO3 - la fayalite Fe2SiO4 - feldspath (Na, Ca). (A1, Si)308 TEST DE LIXIMIATON NORNALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL2 (BRUT) Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Résuitats Classe I Classe II Travaux Puxlic(TP) F-rac::on solubie 6. 6 C.O.T pH 4 35% *re:anves aux cn-.c:es;oarn:es proven.ant ce i'inc:rrat:on ce residus urains. Suivi analynque des extractions Paramèritres1Quantité Normes Quantité Normes cont3rôlées sur 'èr-. e 3im è:e totale Classe I (1) totale TP sur Ex:rait Extra:t Extrait extraite du Classe I (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déchet see (mgykg) (muRke (n (vike) Odeur - inocore - Couieur incciore incolore incclore - pH 9.45 9,42 9.25 Résisuvi:é iOhb.: - 625 6024 86_1 - D.C.O. t mOl 39. 23.5 7.8 C.O.T pH 4 35% reiatves aux c:-r.ces volantes provenant c: i'inc:deaanon ce résidus urbamins. Suivi anaiytique des extractions Paramètres -Quantité Normes Quantité Normes Pcontrôls sur lixiviatler ème.-me totale Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite cu CLasse II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mykg) déchet sec (mg/kg) (mVkc) (m, k) 0 eur inocore inocore inocore - Couieur incolore incolore incolore pH 8.45 8.20 8.30 Résistivité (Ohmr.cm-) 35200 384,.23 39520 D.C.O. (mg 01l) 2. O 0 TEST DE LLXIVATION NORPLMLISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL. - 1400 C - 1% AJOLT Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Résultats Classe I Classe II Travaux Public(TP) Frac:ton soi"uie 0.75 % C.O.T pH 4 35%c *:earnves aux cencres volantes prove.ant c: irc:..e.ton ce residus uroamins. Suivi anaivntiue des extractions Paramètres Quanuteité Normes Quantité Normes contrôlés sur lixiviat let 2l'a.e ae totale Classe I (1) totale TP sur Extri Extai t Exai trExait extraite du Classe II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mgkg) déchet see (mgkcg) (mz'kS) (msks t Oceur inocore inocore inocore Couleur incolore incolore inccaore pH 8.65 8.45 8.3 Résistivitéi vO c:; 2327 28641 32963 D.C.O. (ma OZ 1) 6.1 6 0 Volume (il 0.10 0.10 0.10 - Conc. Conc. Conc. Quan;;ee Normes Normes Quantité Normes Eléments du ler du eme du ème totaie C.asse I Classe I totale TP sut extrait extrait extrait extraite du (mgikg) (mgykg) extraite du déchet sec (mgl) (mgl) (rmg.i) déc'-:: brut déchet sec (mgikg) (mó'kse (mk) Plomo mêmes pas détectés dans les lixiviats. - L' arsenic n'est plus détectable pour les produits refondus - Les concentrations en chlorures et en sulfates chutent aussi brutalement pour devenir nulles ou pratiquement nulles dans STL2-1500 C. V.2.2. Essais sur l'échantillon STL 3 * Composition chimique de l'échantillon brut ECHANTILLON STL 3 Eléments majeurs Eléments traces Oxydes Teneurs (%) Eléments Teneurs (ppm) SiO2 24,71 Ba 8800 A1203 17,98 Be 2,2 Fe203 27,97 Co 4505 MnO 0,65 Cr 12900 MgO 2,37 Cu 3400 CaO 9, 80 Ga 52 Na20 3,11 Nb 117 K20 0,69 Ni 3300 TiO2 7,69 Rb 17 P205 1,37 Sc 10,8 C02 0,58 Sr 1135 S total 0,9 Th 5 V 370 Y 14 Zn 600 Zr 520 Pb 142 Cd 0,9 Sn 47 As 42 Hg 0,02 P.F 1010 C -3,03 Majeurs 94,79 Traces(ppm) 35981 Composition (%) 98,39 * Caractérisation structurale de l'échantillon brut L'échantillon STL 3 brut est composé majoritairement de: - 35 % de magnétite Fe304 - 13 % d'augite (Mg, Fe, Ca).(Si, A1)03 Le restant, soit 52% environ, est constitué par la phase amorphe. La composition chimique de cette phase vitreuse a pu être estimée à l'aide d'analyse spectroscopique ponctuelle ( Microsonde électronique de Castaing) soit: - 21 à 22 % de Si - 5 à 5,5 % de A1 - 7,5 à 8 % de Fe - 4 à 5 % de Na - 8,5 à 9 % de Ca - 2 à 2,5 % de Ti - de l'ordre de 0,5 % à 1% pour K, Mg, Mn et P dont * Caractérisation structurale de l'échantillon refondu à 1500 OC: Il est entièrement cristallisé et est composé de 4 phases - la hercynite Fe A1204 - l'ulvite, ou l'ulvospinelle, 1e2TiO4 - la fayalite Fe2SiO4 - un plagioclase à 1400 OC: Le matériau n'est pas entièrement cristallisé. il reste encore approximativement 40 à 50 % de phase vitreuse. - augmentation du pourcentage de magnétite F0304 - apparition de cristaux d'ilménite FPeTiO3 et de pseudo-brookite Fe2TiO5 - un plagioclase à 50% d'anorthite TEST DE LIXIMIATION NORMALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL3 (BRUIT) Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Resuitats Classe I Classe II * Travaux Public(TP) Fraction soiubie 2.8 %c à 550- C' C.O.T pH 4 35% relatives eux _z-_.zs voiantes crovernant ce 'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extractions Quantité Normes Quantité Normes conrtralés ur lixiviat ler 2ème 3ème totaie Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite du Classe I (2) extraite du déchetsec déchet brut (mgykg) déchet sec (mg'kg) Ocdeur + inocore inodore - Couleur incolore incoiore jaunâtre - pH 7.85 7. 25 7.21 Résistivité Ohm.cm c 685 10765 '27778 D.C.O. (mz OZl) 31.4 15.7 15.7 Arsenic 0.033 0.019 Chlorures 80.5 22.1 12.3- 1149 TEST DE LIXIVATION NORMNALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL3 -1500 C- 1% AJOUT Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisaUtio du déchet Résultats Classe I Classe I * Travaux Public(T) Fraction soluble 0,15 % C.O.T pH 4 35% relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extractions Quantité Normes Quantité Normes contr ess sur lixiviatler 2ème 3ème totale Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite du Classe I (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déchet sec (mg/kg) (m,/kg) (rte/kg) Odeur inodore inodore inodore - Couleur incolore incolore incolore pH 8,25 8,15 8,15 Résistivité (Ohm.cm) 35256 37453 43928 D.C.O. (mg 02/1) 1,5 0 0 * Arsenic Chlorures 1,5 6 0 75 TEST DE LIXIVIATION NORMALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL3 - 14000C- 1% AJOUT Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Résultats Classe I Classe I * Travaux Public(TP) Fraction soluble 0,6 % C.O.T pH 4 35% relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des exractions Paramè/tres Quantité Normes Quantité Normes cnParamètre ixva ler 2ème 3ème totale Classe I (1) totale TP sur contrôlés sur lixiat Extrait Extrait Extrait extraite du Classe I(2) extraite du déchetsec déchet brut (mg/kg) déchet sec (mg/kg) (mg/kg) (m/kg) (m./kg) Odeur inodore inodore inodore - Couleur incolore incolore incolore - - pH 8,45 8,55 7,90 Résistivité (Ohm.cm) 27256 28453 32624 D.C.O. (mg 02/1) 13,2 4,3 0 ils ne sont mêmes pas détectés dans les lixiviats. - L'arsenic n'est plus détectable dans les lixiviats des produits refondus - les fractions solubles des produits refondus sont de 4 à 20 fois plus faibles que pour l'échantillon brut. - Les concentrations en chlorures et en sulfates chutent aussi brutalement pour devenir nulles ou pratiquement nulles dans STL3-1500"C. Par ailleurs - le plomb est légèrement déstabilisé dans STL3-1400 C, mais il ne se solubilise que faiblement. - On a diminué la solubilité du cuivre plus fortement dans STL3-15000C que dans STL3-1400 C * Composition chimique de l'échantillon brut ECHANTILLON STL 6 Eléments majeurs Elémente traces Oxydes Teneurs(%) Eléments Teneurs(ppm) SiO2 45,65 Ba 12000 A1203 10,41 Be 2,29 Fe203 14,53 Co 1449 MnO 0,54 Cr 6716 MgO 2,86 Cu 971 CaO 6,98 Ga 39 Na20 7,41 Nb 49 K20 1,61 Ni 1957 TiO2 3,66 Rb 51 P205 0,96 Sc 12,8 C02 0,50 Sr 386 S total 1,1 Th 12 V 181 Y 16 Zn 2577 Zr 208 Pb 558 Cd 1 Sn 24 As 8,6 Hg 0,05 P.F. 1010 C 1,47 Majeurs(%) 97,68 Traces(ppm) 27219 Composition (%) 100,40 * Caractérisation structurale de l'échantillon brut L'échantillon STL 6 brut est composé majoritairement de: - 11 % de quartz SiO2 - 17 % de magnétite Fe304 - 12 % d'augite (Mg, Fe, Ca).(BSi, A1)03 - 3 % d'hématite Fe203 - e de Soufre Le restant, soit 57% environ, est constitué par la phase amorphe. La composition chimique de cette phase vitreuse a pu être estimée à l'aide d'analyse spectroscopique ponctuelle ( Microsonde électronique de Castaing) soit: - 23 à 24 % de Si - 5,5 & 8 % de Al - 7 à 8 % de Fe - 2 à 2,5 % de Na - 6 à 6,5 % de Ca - 3 à 3,5% de Ti - de l'ordre de 1 a 2 % pour K, Mg,Mn et P dont * Caractérisation structurale de l'échantillon refondu a 1500 *C: Il est entièrement cristallisé et est composé de 3 phases - la hercynite Fe A1204 - l'ulvite, ou l'ulvospinelle, Fe2TiO4 - un plagioclase a 1400 OC: Le matériau n'est pas entièrement cristallisé. il reste encore approximativement 30 % de phase vitreuse. - augmentation du pourcentage de magnétite Fe304 - apparition de cristaux d'ilménite - la fayalite Fe2SiO4 - feldspath (Na, Ca).(Al, 8i)308 37. TEST DE L*viATiON NORoMALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL 6 (BRUT) Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisalion du déchet Résultats Classe I Classe Il Travaux Public(TP) Fraction soluble 1,6 % C.O.T pH 4 35% relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extractions Quantité Normes Quantité Normes contralés mr lixiviat ler 2ème 3ème totale case I (1) totale TP sur contrlés sr iat Extrait Extrait Extrait extraite du ce II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déchet sec (mg/Wkg) (meflce) (melkg) Odeur inodore inodore inodore Couleur incolore incolore jaunitre pH 10,1 9,6 9,1 - Résistivité (Ohm.cm) 1613 9346 18180 D.C.O. (mg 02/1) 54,9 23,5 7,8 Nickel Chrome 0,015 0,048 0,092 1,55 TEST DE LXVIATION NORMLALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL 6 - 1500 C -1% AJo T Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Résuitats Classe I Classe II * Travaux Public(TP) F:act:on soiueie 0.2 % C.O.T pH 4 35% -eiatves aux cnerc.s volantes provenant ce. inc:nera:mon ce résidus urbains. Suivi analytique des extractions Quantité Normes Quantité Normes Pcontrolés sur ixiviatler 2ène,è.-.e totale Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Ex:rait extraite du Classe I (2) extraite du déchet sec déche: brut (mgikg) déchet sec (mgikg) (mvke) (mak) Odeur inocore inocore inocore. - - Couieur incoiore incolore incciore - pH 8.70 8.55 7.9 Résistivireé Ohm.c 3l._40 38690 42000 D.C.O. (mr.z OZ') 5.1 0 0 Volume f! 0.10 0.10 0.* - Conc. Conc. Conc. Quantcté Normes Normes Quantité Normes Eléments du 'er du 2'me du ième totale Classe I Classe Il totale TP sur exr:ait extrait exrait extraite du (mg;kg) (mg/kg) extraite du déchet sec (mg'B (m l') (mg'&l) déchet brat déchet sec (mg/kg) (me., k(m) ?!omro C.O.T pH 4 35% relatives aux cencres volantes provenant de l'incinération de résidus urbamins. Suivi analytinque des extractions Paramèetres Quantité Normnes Quantité Normes controlés sur lixiviat ler 2ème 3ème totale Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite du Classe II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déchet sec (mg/kg)W (mmke) (me.,ke) Odeur inodore inodore inodore - - Couleur trouble incolore incolore pH 9,75 9,15 8,25 Résistivité (Ohr.cm.e 10246 18245 2i552 D.C.O. (mg, O') pas détectés dans les lixiviats. - les fractions solubles des produits refondus sont de 1 à 8 fois plus faibles que pour l'échantillon brut. - Les concentrations en chlorures et en sulfates chutent aussi brutalement pour devenir nulles ou pratiquement nulles dans STL6-1500C. Par ailleurs - le plomb est légèrement insolubilisé dans STL6-1400 C alors qu'il l'est complètement pour STL6-1400 C. Ce phénomène est observable aussipour le cuivre et pour le plomb. V.2.4. Essais sur l'échantillon STL 8 * Composition chimique de l'échantillon brut ECHANTILLON STL 8 Eléments majeurs Eléments traces Oxydes Teneurs(%) Eléments Teneurs(ppm) SiO2 26,25 Ba 9347 A1203 10,66 Be 2,2 Fe203 34,92 Co 4256 MnO 0,96 Cr 25000 MgO 2,33 Cu 1839 CaO 7,68 Ga 28 Na20 2,66 Nb 85 K20 0,56 Ni 399 TiO2 6,84 Rb 20 P205 2,00 Sc 10,9 C02 0,53 Sr 434 S total 0,03 Th 5 V 209 Y 16 Zn 955 Zr 3350 Pb 535 Cd 1 Sn 44 As 7,5 Hg 0,05 P.F. 1010 C -1,11 Majeurs(%) 94,31 Traces(ppm) 46544 Composition (%) 98,96 * Caractérisation structurale de l'échantillon brut L'échantillon STL 8 brut est composé majoritairement de: - 40 % de magnétite Fe304 Le restant, soit 60% environ, est constitué par la phase amorphe. La composition chimique de cette phase vitreuse a pu être estimée a l'aide d'analyse spectroscopique ponctuelle ( Microsonde électronique de Castaing) soit: - 17 à 17,5 % de Si - 6 a 6,5 % de A1 - 13,5 à 14 % de Fe - 2,5 à 3 % de Na - 8 à 8,5 % de Ca - 4,5 à 5% de Ti - de l'ordre de 1% pour Mg et P - de l'ordre de 0,5 % pour K et Mn * Caractérisation structurale de l'échantillon refondu à 1500 OC: Il est entièrement cristallisé et est composé de 4 phases - la hercynite Fe A1204 - l'ulvite, ou l'ulvôspinelle, Fe2TiO4 - la fayalite Fe2SiO4 - un plagioclase à 1400 *C: Le matériau n'est pas entièrement cristallisé. il reste encore approximativement 30 % de phase vitreuse. - augmentation du pourcentage de magnétite Fe304 - apparition de cristaux d'ilménite FeTiO3 et de pseudo-brookite Fe2TiO5 - un plagioclase à 50% d'anorthite TEST DE LXIVIATION NORMALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL8 (BRUT) Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Résultats Classe I Classel * Travaux Public(TP) Fraction soluble 0,8% C.O.T pH 4 Siccité >35% relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extractions Quantité Normes Quantité Normes Paramètres 1riva ler 2Ume 3ème totale Classe I (1) totale TP sur cotré Extrait Extrait Extrait extraite du Classe II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mgkg) déchetsec (mgkg) (mg/ikg (m2/kg) (mgé/ke) Odeur inodore inodore inodore Couleur incolore incolore jaunâtre - pH 7,13 7,24 7,02 Résistivité (Ohm.cm) 22421 41841 43459 D.C.O. (mg 02/1) 8,05 8,05 0 Cyanures ND ND ND ND Arsenic CO.T pH 4 Siccité >35% relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extractions Paramètres Quantité Normes Quantité Normcs contrôlés sur lixiviat ler 2me 3cme totale Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite du Classe II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déechet sec (mg/kg) Odeur inodore inodore inodore - - Couleur incolore incolore incolore - - pH 8,08 7,76 7,95 - Résistivité (Ohm.cm) 25510 28490 28653 D.C.O. (mg 02/1) 0 0 0 Volume (1) 0.11 0.11 0.11 - Conc. Conc. Conc. Quantité Normes Normes Quantité Normes Eléments du ler du 2me du 3ème totale Classe I Classe I totale TP sur extrait cxtrait cxtrait extraite du (mg/kg) (mg/kg) extraitc du déchet sec (mg/l) (mg/l) (mg/l) déchet brut déchet sec (mg/kg) (me/kR) (mgekg) Plomb Nickel Chrome Cyanures ND ND ND ND Arsenic TEST DE LIXVIATION NORMALISE NORME AFNOR X 31.210 Scories TREDI STRASBOURG: STL8 - 1400 C- 1% AJOOT Caractéristiques physiques Normes Normes Normes valorisation du déchet Résultats Classe I Classe Il * Travaux Public(TP) Fraction soluble 0,5% C.O.T pH 4 35% * relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extractions Paramètres X Quantité Normes Quantité Normes ontrs sur lixiviat ler 2me 3ème totale ClasseI (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite du Classe Il (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déchet sec (mg/kg) (metke) (mg/kg Odeur inodore inodore inodore Couleur incolore incolore trouble pH 8,5 8,65 8,37 - Résistivité (Ohm.cm) 26316 27778 28011 - - D.C.O. (mg 02/1) 0 8,05 0 Zinc Cuivre Nickel Chrome Cyanures ND ND ND ND Arsenic Chlorures 4,3 2,1 0 64 - Sulfates 12.8 4.3 0 17.1 - C.O.T pH 4 35% relatives aux cendres volantes provenant de l'incinération de résidus urbains. Suivi analytique des extactions Quantité Normes Quantité Normes conParamètres sur ixiviatler 2ème 3ème totale Classe I (1) totale TP sur Extrait Extrait Extrait extraite du Classe II (2) extraite du déchet sec déchet brut (mg/kg) déchet sec (mg/kg) Odeur inodore inodore inodore Couleur incolore incolore jaunâtre pH 8,71 8,04 7,72 Résistivité (Ohm.cm) 25063 30395 31546 - D.C.O. (mg 02/1) 24,16 8,05 0 Nickel Chrome Cyanures ND ND ND ND Arsenic scorie, constituée essentiellement de magnétite. Toutefois, on diminue la solubilité des chlorures et des sulfates proportionnellement a l'augmentation de la température. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des déchets industriels ou domestiques, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - le chauffage d'un mélange comprenant les déchets à traiter et un ou plusieurs agents de nucléation contenant notamment des composés ferreux, ledit chauffage étant réalisé dans des conditions telles qu'il permet l'obtention d'un mélange en phase liquide encore appelé mélange de fusion ou "melt", essentiellement dépourvu d'oxyde Fe203; - le refroidissement contrôlé du "melt" jusqu'à l'obtention d'un matériau solide dans lequel les métaux lourds contenus dans les déchets traités sont inclus au sein de structures cristallines; - la récupération du matériau solide obtenu. 2. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de chauffage comporte une phase de stabilisation du mélange à une température permettant la liquéfaction complète du mélange à traiter. 3. Procédé de traitement selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les déchets traités sont des scories résultant de l'incinération préalable des déchets industriels ou domestiques. 4. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les agents de nucléation sont des composés ferreux. 5. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'étape de chauffage est réalisée dans des conditions telles qu'elle permet a) l'oxydation de la magnétite contenue dans les scories en oxyde Fe203, et b) la réduction de l'oxyde Fe203 formé, en oxyde FeO. 6. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la température du mélange à traiter par chauffage est portée jusqu'à environ au moins 1450 C, de préférence jusqu'à environ 1500 C. 7. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le composé ferreux est du fer. 8. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le composé ferreux est de la limaille de fer dans une proportion supérieure à 0,5% en poids du mélange à traiter par chauffage, de préférence de 1 % en poids du mélange à traiter. 9. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les déchets à traiter contiennent principalement les oxydes suivants dans une proportion donnée en pourcentage par rapport au poids total des déchets: SiO2 26,25 à 45,65 A1203 7,43 - 17,98 Fe203 14,53 - 34,92 MnO 0,54 - 1,88 MgO 1,64 - 2,86 CaO 6,41 - 10,16 Na20 2,66 - 10,82 K20 0,56 - 1,61 TiO2 3,66 - 7,69 P205 0,96 - 2,54 C02 0,33 - 4,32 S total 0,03 - 2,53 10. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 à 8, caractérisé en ce que l'étape de chauffage est réalisée sur des scories ayant une granulométrie inférieure à 10 mm, de préférence inférieure à 2 mm. 11. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les scories sont homogénéisées avec les agents de nucléation, en particulier avec le (les) composé(s) ferreux. 12. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le mélange de scories et de composé(s) ferreux est porphyrisé de manière à obtenir une granulométrie inférieure à 10 gm.