Thèse soutenue

Gestion des déchets minéraux industriels : de l'inertage à la valorisation matière : application aux effluents et boues d'hydroxydes à base de fer, zinc et nickel
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Pascal Muller
Direction : Jean-Marie Lecuire
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Metz

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Résumé

FR

La gestion actuelle des effluents liquides contenant des métaux lourds passe par des traitements qui conduisent à l'obtention de boues d'hydroxydes métalliques dont la mise en décharge pose un problème de cout et de capacité d'accueil des sites de stockage. La recherche de nouvelles voies de traitement de ces déchets minéraux, principalement ceux charges en fer et en zinc, doit permettre, par des opérations d'inertage chimique et de valorisation matière, de limiter voir d'éviter la mise en décharge. Leur principe repose sur une sélectivité de la réactivité chimique des espèces métalliques présentes. La première voie envisagée correspond à une recherche de stabilisation chimique sous forme de sulfure insoluble des formes minéralogiques du zinc présents dans les boues d'hydroxydes métalliques en mettant à profit la réactivité de solutions de polysulfures. Le procédé appliqué à des boues synthétiques puis industrielles démontre que le déchet peut être inerte à température ambiante et pour des temps de traitement compatibles avec les impératifs industriels. Un second procédé permet la détoxication du déchet par extraction des éléments polluants et le recyclage des produits obtenus en vue d'une valorisation matière. L'utilisation de ligands minéraux comme les thiosulfates et de ligands organiques de la famille des polyéthylène-polyamines permet l'obtention de réactifs lixiviants conjuguant effet de pH et de complexation. La solubilité importante des formes ZnO et Zn(OH)2 dans ces milieux permet d'envisager un traitement similaire sur les boues d'hydroxydes. Une étude cinétique de la lixiviation montre qu'il est possible d'extraire dans des conditions économiques et technologiques acceptables la quasi-totalité du zinc présent dans le solide sans entrainement de fer. La dernière voie étudiée propose de mener des opérations de précipitation sélective des cations métalliques présents dans l'effluent, en amont des traitements physico-chimiques classiques. Les propriétés oxydoréductrices et sulfurantes des polysulfures permettent de précipiter, dans des solutions mixtes de fer-zinc-nickel, le sulfure de zinc ou de nickel sans entrainer la précipitation du fer. Ce type de protocole appliqué à des effluents industriels conduit à la récupération des sulfures des métaux lourds avant la précipitation des hydroxydes de fer. Les résidus sulfures ainsi que les hydroxydes de fer pourraient être réorientés vers des filières de valorisation ou de recyclage