Traitement et stabilisation de résidus d'aluminerie contaminés en ions fluorures et en HAP.

La transcription des symboles et des caractères spéciaux utilisés dans la version originale de \nce résumé n’a pas été possible en raison de limitations techniques. La version correcte de ce \nrésumé peut être lue en PDF. L'industrie de production de l'aluminium génère des résidus d'aluminerie qui sont des résidus \nsolides de taille différente et de composition variable. La caractérisation de ces résidus \nd'aluminerie a révélé leur forte contamination en ions fluorures et en hydrocarbures aromatiques \npolycycliques (HAP). Dépendamment de la taille des particules, des teneurs variant entre 2 et \n323 g F- kg-1 ont été mesurées dans ces résidus prélevés d'une usine de production d'aluminium \nau Québec (Canada). L'application du test de TCLP sur ces résidus a mis en évidence leur \ncaractère dangereux pour l'environnement suite aux concentrations mesurées en ions fluorures \nsupérieures à la valeur prescrite par le Ministère du Développement Durable de l'Environnement \net des Parcs du Québec (< 150 mg F- L-1). En parallèle, le principal contaminant détecté pour les \nHAP est le benzo(b,j,k)fluoranthène (BJK) avec des concentrations souvent supérieures aux \nnormes réglementées (> 1 000 mg kg-1). Devant le caractère dangereux des résidus d'aluminerie, \ndifférents traitements de défluorisation et d'enlèvement des HAP ont été testés au cours de cette \nétude. \nAinsi, l'opération d'extraction des ions fluorures menée par des étapes de lixiviations \nsuccessives en milieu acide (H2S04, pH 1,5) sur un échantillon composite (Ec), a permis \nd'obtenir un taux d'enlèvement maximal de 30% (p/p), soit 40 g fluorures kg-1 de résidus. Les \ntests subséquents de TCLP réalisés sur ces échantillons traités ont montré que la lixiviation n'est \npas suffisante pour atteindre la norme recommandée (<150 mg F- L-1) et ce, quelque soit la \nconcentration en solides totaux (1 à 16%) utilisée lors du traitement. La stabilisation chimique \npréalable des résidus d'aluminerie à l'aide de Ca(OH)2 employé à une concentration variant entre \n10 et 12 g L-1 dans une suspension de résidus Ec (100 g L-1 \n) a permis d'enregistrer des teneurs en \nIons fluorures allant de 110 à 115 mg F- L-1 dans les lixiviats issus du test de TCLP. Le \ntraitement du filtrat de déshydratation des résidus stabilisés par une simple diminution du pH \ninitial (pH 1l,9 ou 12,0) à des valeurs comprises entre 7.0 et 8.5 à l'aide d'un acide inorganique \n(H2S04,10 N) a également permis de récupérer jusqu'à 98% de fluorures par précipitation. \nLes tests d'enlèvement des HAP (et en particulier le BJK) se résumaient à comparer les \nperformances de surfactants amphotères (BW et CAS) et non ioniques (Triton X-100 et Tween \n80) à une concentration de 0,5% (p p-l) lors du traitement par lavage des résidus d'aluminerie. Le \nmeilleur rendement d'enlèvement du BJK (35%) a été obtenu pour les essais de lavage effectués \nen présence de CAS, un surfactant biodégradable généralement utilisé dans l'industrie des \ncosmétiques mais dont l'application est innovante dans les technologies environnementales. Ce \nrendement a été amélioré en remplaçant le traitement par lavage par un procédé de flottation. Les \nessais de flottation à différentes concentrations en CAS (0,1, 0,2, 0,25 et 0,5% p p-l) et à \ndifférentes concentrations en solides totaux de la pulpe (7, 10, 15 et 20% p v-1) ont démontré que \nles conditions optimales pour l'enlèvement du BJK consistaient en une concentration de CAS de \n0,25% et une concentration en solides totaux de 15% p v-1. Le rendement d'enlèvement du BJK \nobtenu dans ces conditions s'est élèvé à 68%. La production de matières dangereuses obtenue \ndans ces conditions représente près de 10% (p p-l) de la masse initiale des résidus d'aluminerie. \nL'élaboration d'un procédé combinant une étape de flottation en cellule avec une concentration \nmassique de résidus solides de 15% (p v-1) en présence de surfactant CAS (0,25% P p-l) suivie \nd'une stabilisation par ajout de CaOH2 et d'une étape de neutralisation par ajout de H2S04 a \npermis de réaliser la décontamination des résidus d'aluminerie. Ce procédé effectué en boucle \nc'est-à-dire avec recirculation des eaux, a conduit à un enlèvement d'une proportion allant de 47 \nà 83% de benzo(b,j,k)fluoranthène lors de la première phase de flottation. L'étape subséquente \nde stabilisation à la chaux (8% p v-1) a rendu possible le classement des résidus traités comme \nmatières résiduelles non dangereuses. La concentration en ions fluorures à l'issu du test TCLP \n(de l'ordre de 67 mg L-1) est demeurée inférieure au seuil réglementaire (150 mg L-1). La \ndernière étape du procédé, soit la neutralisation des effluents en présence de H2S04, a permis de \nréduire la concentration en ions fluorures dans les effluents. Le procédé a pu être opéré \nefficacement avec la recirculation de l'eau de procédé mais la présence de surfactant a diminué \nla précipitation des fluorures lors de la descente du pH à 7 avec l'acide sulfurique.

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