ELIMINATION DE METAUX LOURDS PRESENTS DANS LES REJETS D'INCINERATION DE DECHETS OU DE FOURS VERRIERS REMOVAL OF HEAVY METALS FROM WASTE INCINERATION WASTE OR GLASS OVEN
La présente invention a pour objet un procédé d'élimination de métaux lourds et/ou toxiques présents dans les solides issus du traitement, par voie sèche, semi-sèche ou semi-humide, de gaz d'incinération de déchets ou de gaz issus de fours verriers. Afin de résumer rapidement la situation en matière de rejets gazeux à traiter, on connaît principalement deux types de rejets, la première est caractérisée par le fait qu'elle contient majoritairement, outre des métaux lourds et d'autres polluants organiques, des acides de formule HX, avec X mis pour un halogène ; la seconde est caractérisée par le fait qu'elle contient majoritairement, outre des métaux lourds et d'autres polluants organiques, des composés du type SOx. Parmi les procédés générateurs de gaz comprenant majoritairement des composés de type HX, on peut entre autres citer les incinérateurs d'ordures ménagères, les incinérateurs de déchets hospitaliers et de déchets industriels spéciaux.The subject of the present invention is a process for removing heavy and / or toxic metals present in the solids resulting from the treatment, by dry, semi-dry or semi-wet process, of waste incineration gases or of gases from glass furnaces. In order to quickly summarize the situation in terms of gaseous releases to be treated, two types of releases are known, the first is characterized by the fact that it contains mainly, in addition to heavy metals and other organic pollutants, acids of formula HX, with X put for a halogen; the second is characterized by the fact that it mainly contains, in addition to heavy metals and other organic pollutants, compounds of the SOx type. Among the gas-generating processes mainly comprising HX-type compounds, one can cite, among other things, household waste incinerators, hospital waste and special industrial waste incinerators.
Quant aux procédés rejetant des gaz comprenant principalement des oxydes de soufre, les centrales thermiques, les fours verriers, selon la qualité du combustible et de matières premières employés, sont concernés au premier chef, il est à noter que parAs for the processes rejecting gases mainly comprising sulfur oxides, thermal power stations, glass furnaces, depending on the quality of the fuel and raw materials used, are primarily concerned, it should be noted that by
SOx, on entend les espèces SO2, S03. Ces fumées peuvent en outre comprendre les sulfites et/ou des bisulfites.SOx means SO 2 , S0 3 species. These fumes can also include sulfites and / or bisulfites.
Du fait de la pression croissante exercée en matière de réglementation sur l'environnement concernant ies installations émettant de tels rejets, les procédés de traitement des fumées acides connaissent un essor important.Due to the increasing pressure on environmental regulations concerning installations emitting such discharges, the processes for treating acid fumes are experiencing significant development.
Les traitements classiques de neutralisation à la chaux, que ce soit par voie sèche, semi-sèche ou semi-humide, génèrent une quantité importante de déchets solides, composés pour la majeure partie, de gypse pollué par des métaux considérés comme toxiques, comme le plomb, le cadmium, l'aluminium, par exemple. Etant donnés la composition de ces déchets et le caractère fortement soluble dans l'eau des éléments métalliques polluants, la législation impose leur dépôt en décharge contrôlée, après immobilisation.Conventional lime neutralization treatments, whether dry, semi-dry or semi-wet, generate a significant amount of solid waste, consisting mainly of gypsum polluted by metals considered to be toxic, such as lead, cadmium, aluminum, for example. Given the composition of this waste and the highly soluble nature of polluting metallic elements in water, the legislation requires its deposit in a controlled landfill, after immobilization.
Ceci est un inconvénient très important car non seulement de tels traitements sont coûteux mais encore les tonnages de déchets produits sont importants en quantité. De plus, il n'y a pas moyen de revaloriser facilement un ou plusieurs produits résultants de tels traitements.This is a very significant drawback since not only are such treatments expensive, but also the tonnages of waste produced are large in quantity. In addition, there is no way to easily revalue one or more products resulting from such treatments.
La présente invention a donc pour objectif de proposer un procédé efficace d'élimination des métaux lourds contenus dans les déchets solides issus du traitement
par voie sèche, semi-sèche ou semi-humide, de gaz comprenant majoritairement des composés du type HX ou SOx.The object of the present invention is therefore to propose an effective method for removing the heavy metals contained in the solid waste resulting from the treatment. by dry, semi-dry or semi-wet route, of gas mainly comprising compounds of the HX or SOx type.
Le procédé a pour objectif de proposer une méthode visant à diminuer considérablement les déchets ultimes que l'on doit mettre en décharge. Enfin, l'invention permet d'obtenir des solutions de sulfates ou de chlorures de sodium, selon la nature des gaz initialement traités, qui sont pures et facilement revalorisables.The aim of the process is to propose a method aimed at considerably reducing the ultimate waste that must be landfilled. Finally, the invention makes it possible to obtain solutions of sodium sulphates or chlorides, depending on the nature of the gases initially treated, which are pure and easily recoverable.
Ces objectifs et d'autres sont atteints par la présente invention qui a donc pour objet un procédé d'élimination de métaux lourds présents dans les résidus solides issus du traitement par voie sèche, semi-sèche ou semi-humide, de gaz comprenant majoritairement des composés de type HX, avec X représentant un halogène, et/ou majoritairement des composés de type SOx, avec au moins du carbonate et/ou du bicarbonate de sodium, caractérisé en ce que l'on effectue les étapes suivantes :These and other objectives are achieved by the present invention which therefore relates to a process for removing heavy metals present in the solid residues resulting from the dry, semi-dry or semi-wet treatment of gases mainly comprising HX type compounds, with X representing a halogen, and / or mainly SOx type compounds, with at least sodium carbonate and / or bicarbonate, characterized in that the following steps are carried out:
-on dissout de préférence sélectivement les sulfates et/ou les chlorures de sodium présents dans les résidus solides précités,-sulfates and / or sodium chlorides preferably present in the aforementioned solid residues are preferably dissolved selectively,
-on sépare les solides restants en suspension dans la solution, -on traite la solution résultante avec au moins un carbonate ou un hydroxycarbonate, au moins un silicate ou un aluminosilicate, et au moins un composé soufré et/ou au moins un composé choisi parmi les phosphates, en tant qu'agents de purification,- the solids remaining in suspension in the solution are separated, - the resulting solution is treated with at least one carbonate or a hydroxycarbonate, at least one silicate or an aluminosilicate, and at least one sulfur-containing compound and / or at least one compound chosen from phosphates, as purifying agents,
- on sépare les solides formés.- The solids formed are separated.
II a été trouvé de manière tout à fait surprenante que la combinaison d'un traitement de gaz par voie sèche, semi-sèche ou semi-humide avec au moins du carbonate de sodium ou du bicarbonate de sodium, suivi des étapes de traitement de solides résultants telles qu'elle viennent d'être explicitées, permet d'obtenir d'une part des déchets ultimes en quantité moindre. D'autre part, une telle combinaison permet d'atteindre des niveaux de pureté de solutions de chlorures et/ou de sulfates de sodium d'une très grande pureté, et ceci pour une vaste gamme de pH.It has been found quite surprisingly that the combination of a gas treatment by dry, semi-dry or semi-wet route with at least sodium carbonate or sodium bicarbonate, followed by the steps of treatment of solids resulting as just explained, allows to obtain on the one hand ultimate waste in less quantity. On the other hand, such a combination makes it possible to reach levels of purity of very high purity solutions of sodium chlorides and / or sulphates, and this for a wide range of pH.
Mais d'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description et des exemples qui vont suivre.However, other characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the description and the examples which follow.
Tout d'abord, il est indiqué qu'en spécifiant qu'un gaz comprend majoritairement des composés du type HX ou du type SOx, on définit des gaz dont la concentration en l'un des deux types de composés est majoritaire par rapport aux autres constituants dudit gaz, sans toutefois exclure la présence de l'autre type de composé. Par ailleurs, il est entendu que ces gaz (ou fumées) traités comprennent en outre des métaux lourds, qui pourront aussi être qualifiés de métaux considérés toxiques ou polyvalents. Cette dénomination couvre plus particulièrement mais sans intention de se limiter, le mercure, cadmium, le plomb, l'arsenic, le sélénium, l'argent, l'étain, l'antimoine, le zinc,
l'aluminium, le silicium, le calcium, le titane, le chrome, le thallium, le manganèse, le fer, le nickel, le cuivre, le molybdène, le bismuth, le vanadium, le cobalt.First of all, it is indicated that by specifying that a gas mainly comprises compounds of the HX or SOx type, we define gases whose concentration in one of the two types of compounds is predominant compared to the others constituents of said gas, without however excluding the presence of the other type of compound. Furthermore, it is understood that these treated gases (or fumes) also include heavy metals, which may also be qualified as metals considered toxic or polyvalent. This name covers more particularly but without intending to be limited, mercury, cadmium, lead, arsenic, selenium, silver, tin, antimony, zinc, aluminum, silicon, calcium, titanium, chromium, thallium, manganese, iron, nickel, copper, molybdenum, bismuth, vanadium, cobalt.
Eventuellement, mais dans une moindre mesure, les fumées traitées peuvent comprendre des polluants de type organique comme les dioxines, les furannes, ou encore des composés minéraux du type des NOx.Optionally, but to a lesser extent, the treated fumes may include organic type pollutants such as dioxins, furans, or even mineral compounds such as NOx.
Outre les polluants qui viennent d'être mentionnés, les fumées traitées selon l'invention peuvent aussi comprendre des poussières ou des cendres volantes.In addition to the pollutants which have just been mentioned, the fumes treated according to the invention may also include dust or fly ash.
Pour plus de clarté, le procédé de traitement des gaz va être décrit.For clarity, the gas treatment process will be described.
Ainsi que cela a été mentionné auparavant, le traitement est mis en oeuvre en voie sèche, semi-sèche ou semi-humide.As mentioned previously, the treatment is carried out in the dry, semi-dry or semi-wet route.
Par voie sèche, et semi-sèche, on désigne plus particulièrement un traitement dans lequel l'agent neutralisant est introduit à l'état solide dans les fumées.The term “dry” and “semi-dry” means more particularly a treatment in which the neutralizing agent is introduced in the solid state into the flue gases.
Dans ce cas, on peut distinguer deux types de mise en oeuvre, la première variante est exempte d'eau (voie sèche) et la seconde variante est effectuée en présence d'eau (voie semi-sèche).In this case, two types of implementation can be distinguished, the first variant is free of water (dry process) and the second variant is carried out in the presence of water (semi-dry process).
Selon la première variante de la méthode par voie sèche, on utilise plus particulièrement des réactifs anhydres.According to the first variant of the dry method, anhydrous reagents are used more particularly.
Selon la seconde variante de la méthode par voie sèche, on met en contact les fumées avec un réactif précité, en présence d'eau mais avec une quantité telle que le réactif conserve son aspect de poudre. Le réactif mis en oeuvre peut se trouver sous forme anhydre ou comprenant de l'eau de cristallisation.According to the second variant of the dry method, the fumes are brought into contact with an aforementioned reagent, in the presence of water but with an amount such that the reagent retains its powdery appearance. The reagent used can be in anhydrous form or comprising water of crystallization.
L'eau peut être apportée dans le procédé de plusieurs manières. Celle-ci peut notamment être présente intrinsèquement dans le réactif ou bien être apportée extemporanément, avant le traitement des fumées ou bien encore, lors du traitement de ces fumées. Bien entendu, la combinaison de ces possibilités est envisageable.Water can be brought into the process in several ways. This can in particular be present intrinsically in the reagent or else be brought into use temporarily, before the treatment of the fumes or else, during the treatment of these fumes. Of course, the combination of these possibilities is possible.
Dans le cas où le réactif comprend de l'eau de cristallisation, il peut être envisageable de ne pas apporter l'eau extemporanément et d'effectuer le traitement en présence seulement de l'eau de cristallisation du réactif.In the case where the reagent comprises water of crystallization, it may be possible not to supply the water extemporaneously and to carry out the treatment in the presence only of the water of crystallization of the reagent.
Cependant, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on apporte l'eau extemporanément, que le réactif comprenne ou non de l'eau de cristallisation. Dans ce cas, la teneur en eau est comprise entre 2 et 15 % en poids par rapport au réactif.However, according to a preferred embodiment of the invention, the water is supplied extemporaneously, whether or not the reagent comprises water of crystallization. In this case, the water content is between 2 and 15% by weight relative to the reagent.
Par voie semi-humide, on définit un procédé dans lequel le réactif est introduit en présence d'eau dans une quantité telle que les produits obtenus après le traitement se trouvent sous une forme solide. Dans ce cas, le réactif est mis en oeuvre sous la forme d'une suspension ou d'une solution.By semi-wet, we define a process in which the reagent is introduced in the presence of water in an amount such that the products obtained after the treatment are in solid form. In this case, the reagent is used in the form of a suspension or a solution.
La teneur en eau nécessaire pour obtenir une solution ou une suspension du réactif peut être déterminée par l'homme du métier en fonction des contraintes technologiques du procédé. Plus particulièrement, cette teneur dépend de la
température de traitement des fumées, de la capacité d'évaporation des appareillages et du fait que l'on souhaite obtenir, après ledit traitement, un produit solide.The water content necessary to obtain a solution or a suspension of the reagent can be determined by a person skilled in the art depending on the technological constraints of the process. More particularly, this content depends on the smoke treatment temperature, the evaporation capacity of the equipment and the fact that it is desired to obtain, after said treatment, a solid product.
Dans le cas où le réactif se présente sous forme solide, il peut être préférable d'utiliser un produit de granulométrie fine et contrôlée de façon à améliorer la cinétique du traitement de neutralisation.In the case where the reagent is in solid form, it may be preferable to use a product of fine particle size and controlled so as to improve the kinetics of the neutralization treatment.
A titre indicatif, on préfère utiliser un réactif dont la taille moyenne des particules est inférieure à 50 μm. Selon un mode de réalisation plus particulier, on utilise un réactif dont la granulométrie moyenne est comprise entre 5 et 30 μm.As an indication, it is preferred to use a reagent whose average particle size is less than 50 μm. According to a more particular embodiment, a reagent is used whose average particle size is between 5 and 30 μm.
Si l'on met en oeuvre un réactif de granulométrie supérieure ou de l'ordre de 50 μm, il peut être avantageux d'effectuer préalablement au traitement des fumées, une étape de broyage dudit réactif pour atteindre une granulométrie de l'ordre de 5 à 30 μm. Une telle étape peut être mise en oeuvre par tout moyen classique connu de l'homme du métier.If a reagent with a greater particle size or of the order of 50 μm is used, it may be advantageous to carry out, prior to the treatment of the fumes, a step of grinding said reagent to achieve a particle size of the order of 5 at 30 μm. Such a step can be implemented by any conventional means known to those skilled in the art.
Les carbonates et bicarbonates présents sur le marché conviennent à la réalisation de la présente invention.The carbonates and bicarbonates present on the market are suitable for carrying out the present invention.
Le carbonate de sodium mis en oeuvre dans le procédé est plus particulièrement du carbonate de sodium léger. Ce dernier peut ou non comprendre de l'eau d'hydratation. A titre d'exemple, le carbonate de sodium anhydre, monohydraté, heptahydraté ou décahydraté conviennent à la réalisation de l'invention, ces composés pouvant être utilisés seuls ou en mélange.The sodium carbonate used in the process is more particularly light sodium carbonate. The latter may or may not include water of hydration. By way of example, anhydrous sodium carbonate, monohydrate, heptahydrate or decahydrate are suitable for carrying out the invention, these compounds being able to be used alone or as a mixture.
II est de même envisageable de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention avec un réactif comme le sesquicarbonate de sodium, qui correspond à un mélange équimolaire de bicarbonate et de carbonate de sodium comprenant deux molécules d'eau. Selon une variante préférée de l'invention, on met en oeuvre un réactif choisi parmi le bicarbonate de sodium, ou un mélange bicarbonate de sodium / carbonate de sodium dans lequel la proportion molaire de bicarbonate est supérieure à celle du carbonate de sodium. A titre indicatif, on effectue le traitement avec un réactif comprenant au moins 70 % de bicarbonate de sodium. Selon une variante particulièrement avantageuse, on peut mettre en oeuvre un mélange de carbonate et de bicarbonate de sodium, obtenu par un traitement thermique de bicarbonate ammoniacal, à une température variant entre 20 et 150°C, de préférence entre 20 et 130°C, sous une atmosphère contrôlée comprenant éventuellement du dioxyde de carbone et/ou de l'eau. Le bicarbonate ammoniacal traité thermiquement est le produit intermédiaire obtenu en mettant en oeuvre le procédé de préparation de carbonate de sodium par la technique de la soude à l'ammoniac, connue aussi sous le nom de "procédé Solvay".
Plus précisément, on appelle bicarbonate ammoniacal aux fins de la présente invention, le produit obtenu après dissolution d'ammoniac gazeux dans une solution aqueuse de chlorure de sodium de manière à produire une saumure ammoniacale.It is likewise conceivable to implement the method according to the invention with a reagent such as sodium sesquicarbonate, which corresponds to an equimolar mixture of bicarbonate and sodium carbonate comprising two molecules of water. According to a preferred variant of the invention, use is made of a reagent chosen from sodium bicarbonate, or a sodium bicarbonate / sodium carbonate mixture in which the molar proportion of bicarbonate is greater than that of sodium carbonate. As an indication, the treatment is carried out with a reagent comprising at least 70% sodium bicarbonate. According to a particularly advantageous variant, it is possible to use a mixture of sodium carbonate and bicarbonate, obtained by a heat treatment of ammoniacal bicarbonate, at a temperature varying between 20 and 150 ° C, preferably between 20 and 130 ° C, under a controlled atmosphere, optionally comprising carbon dioxide and / or water. Thermally treated ammonia bicarbonate is the intermediate product obtained by implementing the process for the preparation of sodium carbonate by the technique of ammonia soda, also known as the "Solvay process". More precisely, the product obtained after dissolving gaseous ammonia in an aqueous solution of sodium chloride so as to produce an ammoniacal brine is called ammoniacal bicarbonate for the purposes of the present invention.
Celle-ci est ensuite traitée avec un gaz contenant du dioxyde de carbone pour donner des cristaux de bicarbonate ammoniacal.This is then treated with a gas containing carbon dioxide to give ammoniacal bicarbonate crystals.
Le bicarbonate ammoniacal désigne en fait une composition comprenant principalement du bicarbonate de sodium, du carbonate de sodium, et dans une moindre mesure, de l'ammoniac sous forme de sels ammonium tels que bicarbonate, carbonate et/ou carbamate, et de l'eau. A titre indicatif, cette composition comprend : 70 à 90 % en poids de bicarbonate de sodium (NaHC03), 2 à 20 % en poids de carbonate de sodium (Na2C03), 0,2 à 1 ,0 % en poids d'ammoniac exprimé sous forme d'ion ammonium, 0,3 à 2,0 % en poids de carbamate d'ammonium (NH4O2CNH2), et 5 à 20 % en poids d'eau ; la somme des constituants étant égale à 100 %. Plus particulièrement, le traitement thermique est effectué en présence d'une atmosphère comprenant de la vapeur d'eau dans une teneur comprise entre 0 et 10 % molaire.Ammoniacal bicarbonate in fact designates a composition mainly comprising sodium bicarbonate, sodium carbonate, and to a lesser extent, ammonia in the form of ammonium salts such as bicarbonate, carbonate and / or carbamate, and water. . As an indication, this composition comprises: 70 to 90% by weight of sodium bicarbonate (NaHC03), 2 to 20% by weight of sodium carbonate (Na2CO3), 0.2 to 1.0% by weight of expressed ammonia in the form of ammonium ion, 0.3 to 2.0% by weight of ammonium carbamate (NH4O2CNH2), and 5 to 20% by weight of water; the sum of the constituents being equal to 100%. More particularly, the heat treatment is carried out in the presence of an atmosphere comprising water vapor in a content of between 0 and 10 mol%.
Par ailleurs, le traitement thermique est effectué en présence d'une atmosphère comprenant une teneur en dioxyde de carbone comprise entre 0 et 100% molaire. Le complément pour atteindre la pression totale souhaitée, est assurée, si nécessaire, et de manière avantageuse par de l'air, ou tout gaz un gaz inerte comme les gaz rares, ou l'azote.Furthermore, the heat treatment is carried out in the presence of an atmosphere comprising a carbon dioxide content of between 0 and 100 mol%. The complement to reach the desired total pressure is ensured, if necessary, and advantageously by air, or any gas, an inert gas such as rare gases, or nitrogen.
II est à noter que le traitement thermique du bicarbonate ammoniacal peut être effectué sous toute pression. Le traitement thermique est de préférence mis en oeuvre en présence de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone.It should be noted that the heat treatment of the ammoniacal bicarbonate can be carried out under any pressure. The heat treatment is preferably carried out in the presence of water vapor and carbon dioxide.
Le traitement selon l'invention est réalisé de préférence sous un flux gazeux, et sous agitation.The treatment according to the invention is preferably carried out under a gas flow, and with stirring.
On a constaté que la température de traitement du bicarbonate ammoniacal pouvait être adaptée en fonction de la quantité de vapeur d'eau et de dioxyde de carbone présents.It has been found that the treatment temperature of the ammoniacal bicarbonate can be adapted as a function of the quantity of water vapor and carbon dioxide present.
Ainsi, dans le cas où l'atmosphère est un mélange azote/oxygène ou de l'air, la gamme de température pour le traitement thermique sera de préférence inférieure à 80°C. Par ailleurs, si le traitement est mis en oeuvre sous un mélange dioxyde de carbone et vapeur d'eau, il est alors envisageable d'effectuer ce dernier à une température proche de 120-130°C, bien que des températures plus faibles restent possibles.
Pour ce qui précède, les valeurs des températures sont exprimées à la pression atmosphérique. L'homme du métier est capable d'adapter les valeurs des températures en fonction de la pression sous laquelle est réalisé le traitement.Thus, in the case where the atmosphere is a nitrogen / oxygen mixture or air, the temperature range for the heat treatment will preferably be less than 80 ° C. Furthermore, if the treatment is carried out under a mixture of carbon dioxide and water vapor, it is then possible to carry out the latter at a temperature close to 120-130 ° C., although lower temperatures remain possible. . For the above, the temperature values are expressed at atmospheric pressure. Those skilled in the art are able to adapt the temperature values as a function of the pressure under which the treatment is carried out.
Habituellement, la durée de l'opération est d'au plus quelques heures. Le bicarbonate ammoniacal a notamment été décrit dans la demande internationale WO 97/16377.Usually, the duration of the operation is at most a few hours. Ammoniacal bicarbonate has in particular been described in international application WO 97/16377.
La quantité de réactif mis en oeuvre dans le procédé de traitement des fumées selon l'invention dépend de la quantité de composés à neutraliser présents. Par composés à neutraliser, on se réfère surtout aux composés principaux, c'est-à-dire aux SOx et / ou aux acides de formule HX.The quantity of reagent used in the smoke treatment process according to the invention depends on the quantity of compounds to be neutralized present. By compounds to be neutralized, we mainly refer to the main compounds, that is to say to SOx and / or acids of formula HX.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on effectue le traitement des fumées de telle sorte que le rapport stoechiométrique entre le réactif et les composés du type des SOx, et / ou des acides de formule HX, soit compris entre 1,02 et 2. De préférence, ledit rapport stoechiométrique est compris entre 1 ,02 et 1 ,5.According to a particular embodiment of the invention, the smoke treatment is carried out so that the stoichiometric ratio between the reagent and the compounds of the SOx type, and / or acids of formula HX, is between 1.02 and 2. Preferably, said stoichiometric ratio is between 1.02 and 1.5.
Si les fumées à traiter comprennent des polluants organiques ainsi que du mercure, il peut être avantageux d'injecter dans la veine gazeuse un adsorbant, avec le réactif et éventuellement l'eau. L'adsorbant comprenant les polluants organiques peut être ensuite récupéré avec les solides issus du traitement des fumées. L'adsorbant est en général du charbon actif et/ou du coke de lignite.If the fumes to be treated include organic pollutants as well as mercury, it may be advantageous to inject an adsorbent into the gas stream, along with the reagent and possibly water. The adsorbent comprising the organic pollutants can then be recovered with the solids from the smoke treatment. The adsorbent is generally activated carbon and / or lignite coke.
II est à noter que si les fumées comprennent des poussières ou des cendres volantes, celles-ci peuvent être récupérées avec les solides produits lors de la neutralisation, ou bien préalablement au traitement selon l'invention, par des méthodes classiques. La mise en contact desdites fumées avec le réactif, éventuellement l'eau et l'adsorbant, est effectuée de manière connue.It should be noted that if the fumes include dust or fly ash, these can be recovered with the solids produced during neutralization, or else prior to treatment according to the invention, by conventional methods. The contacting of said fumes with the reagent, optionally water and the adsorbent, is carried out in a known manner.
Ainsi, elle peut avoir lieu à co-courant ou à contre-courant. Le traitement peut de même être effectué dans tout type de réacteur favorisant la dispersion du solide, de la suspension ou de la solution dans des fumées, comme les réacteurs comprenant des systèmes de type Venturi, ou les réacteurs à lit fluidisé.Thus, it can take place co-current or counter-current. The treatment can likewise be carried out in any type of reactor promoting the dispersion of the solid, the suspension or the solution in fumes, such as reactors comprising Venturi type systems, or fluidized bed reactors.
Si l'on met en oeuvre la seconde variante de la méthode par voie sèche, l'eau peut être apportée avant la mise en contact avec les fumées. Dans ce cas, toutes les méthodes connues conviennent. En général, on met en contact l'eau sous forme pulvérisée et le réactif, dans un tambour humidificateur. Toujours dans le cadre de cette même variante, on peut apporter l'eau lors de la mise en contact du réactif avec les fumées. Dans ce cas, on injecte alors l'eau dans les quantités requises directement dans la veine gazeuse.
Les solides produits par le procédé sont ensuite séparés en mettant en oeuvre des techniques classiques telles que les électrofiltres, ou les filtres à manche.If the second variant of the dry method is used, water can be provided before contacting the fumes. In this case, all known methods are suitable. In general, the water in spray form is brought into contact with the reagent in a humidifying drum. Still within the framework of this same variant, water can be brought in when the reagent is brought into contact with the fumes. In this case, water is then injected in the required quantities directly into the gas stream. The solids produced by the process are then separated using conventional techniques such as electrostatic precipitators, or bag filters.
Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, au moins une partie des solides issus du traitement des fumées est recyclée vers une nouvelle étape de traitement des fumées.According to an advantageous embodiment of the present invention, at least part of the solids resulting from the treatment of the fumes is recycled to a new stage of treatment of the fumes.
La température de traitement des fumées dépend de diverses contraintes technologiques.The smoke treatment temperature depends on various technological constraints.
Elle dépend notamment de la température des fumées à traiter, de la teneur en eau, de la présence d'un traitement catalytique des NOx, de la résistance thermique des appareillages.It depends in particular on the temperature of the fumes to be treated, on the water content, on the presence of a catalytic treatment of NOx, on the thermal resistance of the equipment.
A titre d'indication, la température de traitement des fumées est comprise entre 70 et 500°C et plus particulièrement entre 130 et 300°C.As an indication, the smoke treatment temperature is between 70 and 500 ° C and more particularly between 130 and 300 ° C.
Dans le cas où l'on effectue un traitement en présence d'eau apportée extemporanément, on peut recycler lesdits solides dans la zone de préparation du mélange réactif/eau.In the case where a treatment is carried out in the presence of water brought in temporarily, said solids can be recycled in the zone for preparing the reactive / water mixture.
Si l'eau est mise en contact dans la zone de neutralisation, les solides sont introduits dans cette zone, séparément ou avec, l'introduction de réactif frais.If water is brought into contact in the neutralization zone, the solids are introduced into this zone, separately or with the introduction of fresh reagent.
Un tel mode de réalisation est intéressant pour augmenter encore l'efficacité du procédé, notamment en cas de temps de séjour court dans la zone de neutralisation. Ce mode permet de même d'abaisser les seuils de purification des fumées.Such an embodiment is advantageous for further increasing the efficiency of the process, in particular in the event of a short residence time in the neutralization zone. This mode also makes it possible to lower the smoke purification thresholds.
On pourra, en ce qui concerne le traitement des fumées comprenant majoritairement des composés du type HX ou SOx se reporter aux demandes de brevet WO 97/16377 et WO 97/16236.With regard to the treatment of fumes comprising mainly compounds of the HX or SOx type, reference may be made to patent applications WO 97/16377 and WO 97/16236.
Une fois les résidus solides issus du traitement des fumées collectés, ceux-ci sont mis en solution dans l'eau de manière à dissoudre de préférence sélectivement, les sulfates et/ou les chlorures de sodium présents dans les résidus solides précités.Once the solid residues resulting from the treatment of the fumes are collected, these are dissolved in water so as to preferably dissolve selectively, the sodium sulphates and / or chlorides present in the aforementioned solid residues.
L'étape de dissolution est généralement effectuée dans des appareillages classiques tels que par exemple ceux permettant une dissolution en un ou plusieurs étages successifs, à contre-courant. Classiquement, on effectue la dissolution dans un réacteur qui est de préférence agité, puis la boue résultante est envoyée dans un décanteur ou tout autre appareillage permettant la séparation du solide et du liquide, tel que les filtres-presses par exemple.The dissolution step is generally carried out in conventional equipment such as for example those allowing dissolution in one or more successive stages, against the current. Conventionally, the dissolution is carried out in a reactor which is preferably stirred, then the resulting sludge is sent to a decanter or any other apparatus allowing the separation of the solid and the liquid, such as filter presses for example.
II est à noter que la dissolution peut avoir lieu en une ou plusieurs étapes successives, dans le cas où il reste des sels solubles de chlorure de sodium ou de sulfate de sodium dans les boues obtenues. Dans ce cas, le procédé consiste à juxtaposer plusieurs étapes de dissolution • séparation.It should be noted that the dissolution can take place in one or more successive stages, in the case where there remain soluble salts of sodium chloride or of sodium sulphate in the sludges obtained. In this case, the process consists in juxtaposing several stages of dissolution • separation.
Ainsi, et si nécessaire, les résidus solides sont introduits dans un premier réacteur, de préférence agité, alimenté en eau. La suspension obtenue dans ce premier réacteur
θ est ensuite envoyée vers un décanteur, dont la surverse sera traitée selon le procédé de l'invention qui sera décrit en détail plus loin. La boue récupérée dans ce premier décanteur est introduite dans un second réacteur alimenté en eau, puis introduite dans un second décanteur. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, la surverse de ce second décanteur sert à l'alimentation en eau du premier réacteur.Thus, and if necessary, the solid residues are introduced into a first reactor, preferably agitated, supplied with water. The suspension obtained in this first reactor θ is then sent to a decanter, the overflow of which will be treated according to the method of the invention which will be described in detail below. The sludge recovered in this first decanter is introduced into a second reactor supplied with water, then introduced into a second decanter. According to a particularly advantageous embodiment, the overflow of this second settling tank is used to supply water to the first reactor.
Cet enchaînement est poursuivi jusqu'à obtenir une teneur minimale en sels solubles, dans les solides.This sequence is continued until a minimum content of soluble salts in the solids is obtained.
L'opération de dissolution est plus particulièrement effectuée en contrôlant le pH du milieu pour se trouver dans une gamme de solubilité minimale des métaux, qui sont notamment sous forme d'hydroxyde et/ou de carbonates.The dissolution operation is more particularly carried out by controlling the pH of the medium to be in a range of minimum solubility of metals, which are in particular in the form of hydroxide and / or carbonates.
II est clair que la gamme dépend de la nature des métaux présents et un compromis entre chacun d'eux peut être nécessaire. En règle générale, la dissolution est effectuée dans une gamme de pH comprise entre 3 et 10, ces deux bornes étant comprises.It is clear that the range depends on the nature of the metals present and a compromise between each of them may be necessary. As a general rule, the dissolution is carried out in a pH range of between 3 and 10, these two limits being included.
Selon une première variante, et si l'aluminium n'est pas présent en quantité élevée par rapport aux autres métaux, une gamme de pH se situant entre 7 et 10, les deux bornes étant comprises, représente un bon compromis. Plus particulièrement on peut effectuer la dissolution dans une gamme de pH comprise entre 8 et 9,5, ces deux bornes étant comprises.According to a first variant, and if aluminum is not present in a high quantity compared to the other metals, a pH range between 7 and 10, the two limits being included, represents a good compromise. More particularly, the dissolution can be carried out in a pH range between 8 and 9.5, these two limits being included.
Selon une deuxième variante et dans le cas où la quantité d'aluminium est élevée, il peut être souhaitable d'opérer la dissolution à un pH compris entre 3 et 7, ces deux bornes étant comprises.According to a second variant and in the case where the amount of aluminum is high, it may be desirable to carry out the dissolution at a pH of between 3 and 7, these two limits being understood.
On ne sortirait pas du cadre de la présente invention en mettant en oeuvre les deux variantes précitées successivement. Ainsi, l'étape de dissolution peut correspondre à deux étapes successives avec une étape de séparation intermédiaire, l'une effectuée à un pH compris entre 7 et 10, la seconde à un pH compris entre 3 et 7, l'ordre dépendant de la valeur du pH de la solution initiale.It would not go beyond the scope of the present invention to implement the two aforementioned variants successively. Thus, the dissolution step can correspond to two successive steps with an intermediate separation step, one carried out at a pH between 7 and 10, the second at a pH between 3 and 7, the order depending on the pH value of the initial solution.
Ce type de méthode a notamment été décrit dans la demande de brevet WO 97/16376, spécifique du traitement des fumées comprenant principalement des SOx. Bien évidemment, cette méthode est aussi applicable aux fumées comprenant principalement des composés de type HX.This type of method has in particular been described in patent application WO 97/16376, specific to the treatment of fumes comprising mainly SOx. Obviously, this method is also applicable to fumes comprising mainly HX type compounds.
Dans le cas où les résidus proviennent du traitement de fumées comprenant majoritairement des composés du type HX, on effectue de préférence l'étape de dissolution en maintenant un rapport pondéral solide / liquide compris entre 0,5 et 10. II est à noter qu'il est particulièrement avantageux de maintenir un tel rapport pondéral de manière à éviter la formation de complexes desdits métaux avec les halogénures
présents dans le milieu, ce qui aurait pour conséquence de redissoudre tout ou partie des métaux lourds.In the case where the residues originate from the treatment of fumes mainly comprising compounds of the HX type, the dissolution step is preferably carried out while maintaining a solid / liquid weight ratio of between 0.5 and 10. It should be noted that it is particularly advantageous to maintain such a weight ratio so as to avoid the formation of complexes of said metals with the halides present in the medium, which would result in redissolving all or part of the heavy metals.
Dans le cas où les résidus proviennent du traitement de fumées comprenant principalement des composés du type SOx, le risque de redissoudre les métaux lourds ne se présente pas. Par conséquent, il est possible de traiter des solutions proches de la saturation.In the case where the residues originate from the treatment of fumes comprising mainly compounds of the SOx type, the risk of redissolving the heavy metals does not arise. Consequently, it is possible to deal with solutions close to saturation.
Le contrôle de la valeur du pH est effectué en ajoutant soit un acide, soit une base, choisis de manière à ne pas polluer le mélange. Ainsi, on préfère utiliser de l'acide sulfurique ou du carbonate ou du bicarbonate de sodium. Dans le cas particulier de résidus solides provenant du traitement de fumées comprenant majoritairement des SOx, l'étape de dissolution sélective des sulfates est effectuée, selon un mode de réalisation particulier de l'invention, à une température comprise entre 15 et 80°C, plus particulièrement entre 20 et 60°C. Un mode de réalisation avantageux consiste à réaliser cette dissolution à une température voisine de 30-40°C.The pH value is checked by adding either an acid or a base, chosen so as not to pollute the mixture. Thus, it is preferred to use sulfuric acid or sodium carbonate or bicarbonate. In the particular case of solid residues originating from the treatment of fumes comprising mainly SOx, the step of selective dissolution of the sulfates is carried out, according to a particular embodiment of the invention, at a temperature of between 15 and 80 ° C., more particularly between 20 and 60 ° C. An advantageous embodiment consists in carrying out this dissolution at a temperature in the region of 30-40 ° C.
II est à noter qu'après la dissolution et dans le cas ou les fumées traitées contiennent des sulfites ou des bisulfites, on peut effectuer une oxydation de ces espèces en sulfates. Cette opération est en général réalisée en ajoutant au moins un composé oxydant dans le mélange, éventuellement en combinaison avec un chauffage de ce dernier. A titre d'exemple de composés oxydants, on peut citer l'air, le peroxyde d'hydrogène, les persulfates ou encore le sel de l'acide de Caro.It should be noted that after dissolution and in the case where the treated fumes contain sulfites or bisulfites, it is possible to oxidize these species to sulfates. This operation is generally carried out by adding at least one oxidizing compound to the mixture, possibly in combination with heating of the latter. By way of example of oxidizing compounds, mention may be made of air, hydrogen peroxide, persulfates or even the salt of Caro acid.
Dans le cas où les résidus solides proviennent du traitement de fumées comprenant majoritairement des composés du type HX, cette étape est généralement mise en oeuvre à température ambiante. A l'issue de la ou des étapes de dissolution, les boues récupérées sont de préférence déshydratée, plus particulièrement au moyen d'un filtre presse et peuvent être mises en décharge. A ce stade, la quantité de résidus solides est considérablement réduite par rapport à la quantité de résidus que l'on aurait à écarter sans un tel traitement. Par ailleurs, les conditions de mise en décharge sont moins onéreuses car seuls les métaux insolubles sont conservés dans ces résidus. Ainsi, le caractère lixiviable des résidus est-il diminué.In the case where the solid residues come from the treatment of fumes mainly comprising compounds of the HX type, this step is generally carried out at ambient temperature. At the end of the dissolution step or steps, the recovered sludge is preferably dehydrated, more particularly by means of a filter press and can be landfilled. At this stage, the quantity of solid residues is considerably reduced compared to the quantity of residues that would have to be removed without such treatment. Furthermore, the landfill conditions are less expensive because only the insoluble metals are kept in these residues. Thus, the leachability of the residues is reduced.
La solution fait ensuite l'objet d'un traitement de purification. Par solution, on entend la ou les solutions salines issues du ou des décanteurs, ainsi que le filtrat obtenu après déshydratation des boues après l'étape de dissolution. L'étape de purification consiste à traiter ladite solution avec au moins un carbonate ou un hydroxycarbonate, au moins un silicate ou un aluminosilicate, et au moins un composé soufré et/ou au moins un composé choisi parmi les phosphates.
Le premier agent constitutif entrant dans le traitement de purification est donc choisi, soit parmi les carbonates, les hydroxycarbonates.The solution is then subjected to a purification treatment. By solution is meant the saline solution (s) coming from the settling tank (s), as well as the filtrate obtained after dewatering the sludge after the dissolution step. The purification step consists in treating said solution with at least one carbonate or hydroxycarbonate, at least one silicate or an aluminosilicate, and at least one sulfur compound and / or at least one compound chosen from phosphates. The first constituent agent used in the purification treatment is therefore chosen, either from carbonates, hydroxycarbonates.
On utilise plus particulièrement les carbonates de métal alcalin, de préférence de sodium. En ce qui concerne les hydroxycarbonates, on utilise plus particulièrement des composés comme l'hydrotalcite, ou encore la dawsonite. II est rappelé que l'hydrotalcite est un carbonate basique de magnésium et d'aluminium. La dawsonite est un carbonate basique d'aluminium et de sodium.The alkali metal, preferably sodium, carbonates are used more particularly. With regard to hydroxycarbonates, more particularly compounds such as hydrotalcite or dawsonite are used. It is recalled that the hydrotalcite is a basic carbonate of magnesium and aluminum. Dawsonite is a basic aluminum and sodium carbonate.
Le second agent constitutif entrant dans le traitement de purification est donc au moins un silicate ou au moins un aluminosilicate, qui sont plus particulièrement des silicate et aluminosilicate de métal alcalin, en particulier de sodium ou de potassium.The second constituent agent used in the purification treatment is therefore at least one silicate or at least one aluminosilicate, which are more particularly alkali metal silicate and aluminosilicate, in particular sodium or potassium.
Le second agent est avantageusement un silicate de sodium, selon un mode de réalisation préféré, ledit silicate de sodium présente alors un rapport molaire Siθ2/Na2θ compris entre 0,5 et 3,8, par exemple égal à environ 2.The second agent is advantageously a sodium silicate, according to a preferred embodiment, said sodium silicate then has a Siθ2 / Na2θ molar ratio of between 0.5 and 3.8, for example equal to approximately 2.
Le troisième agent est choisi parmi les composés soufrés, les phosphates, seuls ou en mélange.The third agent is chosen from sulfur compounds, phosphates, alone or as a mixture.
Les composés soufrés peuvent être minéraux ou, de préférence, organiques.The sulfur compounds can be mineral or, preferably, organic.
A titre de composé soufré minéral, on peut employer un sulfure minéral, en particulier un sulfure d'hydrogène, un sulfure de baryum (BaS) ou de strontium (SrS), ou de fer (FeS) ou, de préférence, un (poly)thiocarboπate minéral, notamment un (poly)thiocarbonate de métal alcalin, par exemple de potassium ou de sodium. On peut ainsi utiliser tout sel de l'acide thiocarbonique, comme le thiocarbonate de potassium (K2CS3).As an inorganic sulfur compound, it is possible to use an inorganic sulfide, in particular a hydrogen sulfide, a barium sulfide (BaS) or strontium (SrS), or iron (FeS) or, preferably, a (poly ) mineral thiocarboπate, in particular an (poly) thiocarbonate of alkali metal, for example potassium or sodium. It is thus possible to use any salt of thiocarbonic acid, such as potassium thiocarbonate (K 2 CS 3 ).
A titre de composé soufré organique convenable à la réalisation de l'invention, on peut utiliser un organothiophosphate ou un organodithiophosphate, en particulier un dialkyl- ou diaryl-dithiophosphate de métal alcalin, par exemple de sodium.As organic sulfur compound suitable for carrying out the invention, an organothiophosphate or an organodithiophosphate, in particular a dialkyl- or diaryl-dithi-dithiophosphate of alkali metal, for example of sodium, can be used.
Les dialkyl- ou diaryl-dithiophosphates de métal alcalin utilisables répondent notamment à la formule suivante :The alkali metal dialkyl- or diaryl-dithiophosphates which can be used correspond in particular to the following formula:
dans laquelle X est un métal alcalin, par exemple le sodium, R est un radical aryle ou, de préférence, alkyle, par exemple, méthyle, éthyle, n-propyle, isopropyle, méthyl-1 propyle, isobutyle.in which X is an alkali metal, for example sodium, R is an aryl or, preferably, alkyl radical, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, 1-methyl propyl, isobutyl.
A titre de composé soufré organique, on peut employer, de préférence, un composé (poly)mercapto, notamment un composé mercapto, dimercapto ou trimercapto.
Ce composé soufré organique peut alors être une triazine (par exemple une triazine-as ou, de préférence, une triazine-S), substituée par 1 , 2 ou 3 radicaux monovalents -SH.As organic sulfur compound, it is possible to use, preferably, a (poly) mercapto compound, in particular a mercapto, dimercapto or trimercapto compound. This organic sulfur compound can then be a triazine (for example a triazine-as or, preferably, a triazine-S), substituted by 1, 2 or 3 monovalent radicals -SH.
Plus particulièrement, ce composé soufré organique est la trimercapto triazine-S, qui répond à la formule suivante :More particularly, this organic sulfur compound is trimercapto triazine-S, which corresponds to the following formula:
II est notamment commercialisé sous les dénominations TMT 15®. On peut aussi utiliser des composés commercialisés sous les dénominations de Metalsorb L®, Metalsorb DTL®, Metalsorb ZT®, Prosedim Met 07®.It is especially marketed under the names TMT 15®. It is also possible to use compounds sold under the names of Metalsorb L®, Metalsorb DTL®, Metalsorb ZT®, Prosedim Met 07®.
Pour ce qui a trait aux phosphates, conviennent plus particulièrement au mode de réalisation de la présente invention l'acide phosphorique, les phosphates, hydrogénophosphates, pyrophosphates ou encore polyphosphates de métaux alcalins ou alcaline-terreux.With regard to phosphates, the phosphoric acid, phosphates, hydrogenophosphates, pyrophosphates or also polyphosphates of alkali or alkaline-earth metals are more particularly suitable for the embodiment of the present invention.
Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le traitement de purification est mis en oeuvre en introduisant les trois types d'agents précités de manière successive.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the purification treatment is carried out by introducing the three types of agents mentioned above successively.
L'ordre d'introduction est indifférent, mais de préférence, et notamment pour limiter la quantité d'agents ajoutée, on procède dans l'ordre indiqué précédemment, c'est-à- dire les (hydrogéno)carbonates, les (alumino)silicates et les composés soufrés et/ou les phosphates. Selon une première variante de ce premier mode de réalisation, ces composés sont introduits successivement.The order of introduction is indifferent, but preferably, and in particular to limit the amount of agents added, the procedure is carried out in the order indicated above, that is to say the (hydrogen) carbonates, the (alumino) silicates and sulfur compounds and / or phosphates. According to a first variant of this first embodiment, these compounds are introduced successively.
Les quantités des divers agents mis en oeuvre dépend en premier lieu de la composition de la solution à traiter. Les diverses teneurs peuvent être déterminées par l'homme du métier en mettant en oeuvre ses connaissances générales du domaine. Selon une seconde variante de ce premier mode de réalisation, les agents sont introduits au moins sous la forme d'un solide comprenant tout ou partie desdits agents. Selon cette variante particulièrement avantageuse, les agents sont mis en forme en présence d'un support. En fait, selon cette variante, le solide est de préférence constitué de plusieurs couches successives ; l'agent devant être utilisé en dernier se situant le plus près du support ou du coeur dudit solide, de manière à retarder sa dissolution dans le milieu.The amounts of the various agents used depend first of all on the composition of the solution to be treated. The various contents can be determined by a person skilled in the art by applying his general knowledge of the field. According to a second variant of this first embodiment, the agents are introduced at least in the form of a solid comprising all or part of said agents. According to this particularly advantageous variant, the agents are shaped in the presence of a support. In fact, according to this variant, the solid is preferably made up of several successive layers; the agent to be used last being closest to the support or the core of said solid, so as to delay its dissolution in the medium.
II est en outre à noter que le solide peut contenir tous les agents précités ou seulement une partie d'entre eux. Dans cette dernière hypothèse, on ajoutera
simultanément ou successivement ledit solide et le ou les agents dont est exempts le solide.It should also be noted that the solid may contain all of the above agents or only part of them. In this last hypothesis, we will add simultaneously or successively said solid and the agent or agents from which the solid is free.
Le support mis en oeuvre est, de manière préférée, une argile, qui peut être d'origine naturelle ou synthétique. L'argile employée présente avantageusement une teneur pondérale élevée enThe support used is preferably a clay, which can be of natural or synthetic origin. The clay used advantageously has a high content by weight of
AI2O3 ; cette teneur est par exemple comprise entre 20 et 40 %.AI2O3; this content is for example between 20 and 40%.
On peut mettre en oeuvre, selon l'invention, une argile de structure lamellaire ou phyllosilicatθ. Ainsi on peut utiliser une argile choisie dans le groupe comprenant les kaolinites, les serpentines. L'argile peut également être choisie dans le groupe comprenant les montmorillonites, les bentonites (en particulier alcalines), le talc, le mica.It is possible to use, according to the invention, a clay of lamellar or phyllosilicatθ structure. Thus one can use a clay chosen from the group comprising kaolinites, serpentines. The clay can also be chosen from the group comprising montmorillonites, bentonites (in particular alkaline), talc, mica.
De préférence, l'argile choisie appartient à l'un de ces deux groupes et de préférence elle est choisie parmi les montmorillonites ou les bentonites. On peut aussi éventuellement employer une argile de structure type chlorite.Preferably, the clay chosen belongs to one of these two groups and preferably it is chosen from montmorillonites or bentonites. It is also possible to use a clay of chlorite type structure.
La teneur en support, en particulier en argile, représente habituellement 5 à 90 % en poids, par exemple 10 à 35 % en poids, par rapport au poids total dudit produit.The content of support, in particular clay, usually represents 5 to 90% by weight, for example 10 to 35% by weight, relative to the total weight of said product.
Si l'on met en oeuvre un produit composite tel que décrit ci-dessus, il se présente habituellement sous la forme d'un granulé ou d'une poudre, dont la taille des grains est de préférence comprise entre 0,1 et 2,0 mm, en particulier entre 0,2 et 1 ,6 mm.If a composite product is used as described above, it is usually in the form of a granule or a powder, the grain size of which is preferably between 0.1 and 2, 0 mm, in particular between 0.2 and 1.6 mm.
De manière générale, le produit solide présente une teneur pondérale en eau libre (ou humidité) comprise entre 10 et 30 %.Generally, the solid product has a weight content of free water (or humidity) of between 10 and 30%.
Les quantités des divers agents mis en oeuvre dépend là encore de la solution à traiter. Néanmoins on pourra se référer à la demande internationale WO 97/16248 pour ce qui concerne les teneurs des trois types d'agents.The quantities of the various agents used again depend on the solution to be treated. However, reference may be made to international application WO 97/16248 as regards the contents of the three types of agent.
En ce qui concerne la préparation des solides précités mis en oeuvre dans le cadre de cette seconde variante, la demande internationale WO 97/16248 en donne les détails.With regard to the preparation of the aforementioned solids used in the context of this second variant, international application WO 97/16248 gives the details.
On ne sortirait pas du cadre de la présente invention en mettant en oeuvre les trois types d'agents de purification simultanément, en les employant par exemple sous ta forme d'un mélange liquide. Le procédé de purification de la solution est mis en oeuvre à une température contrôlée qui dépend de celle mise en oeuvre lors de l'étape précédente de dissolution.It would not be departing from the scope of the present invention to use the three types of purifying agents simultaneously, for example using them in the form of a liquid mixture. The process for purifying the solution is carried out at a controlled temperature which depends on that used during the preceding dissolution step.
Ainsi, dans le cas où les résidus solides dissous proviennent de fumées comprenant de façon majoritaire des oxydes de soufre, la température de purification est comprise entre 20 et 50°C. Dans le cas où ces résidus proviennent de fumées comprenant majoritairement des composés de type HX, alors cette température est voisine de la température ambiante.Thus, in the case where the dissolved solid residues come from fumes comprising predominantly sulfur oxides, the purification temperature is between 20 and 50 ° C. In the case where these residues come from fumes mainly comprising HX type compounds, then this temperature is close to ambient temperature.
La mise en contact a lieu de préférence sous agitation.
Une fois les premier, deuxième et troisième agents, employés séparément ou sous la forme d'un produit composite, mis en contact avec la solution à traiter, on sépare le solide résultant de la solution surnageante, par tout moyen connu, tels que la décantation ou la filtration, ou les deux. Le solide est ensuite déshydraté puis mis en décharge ou éventuellement recyclé dans tout type de procédé approprié, par exemple dans la préparation des verres, moyennant, si nécessaire, un ajustement de la composition dudit solide.The contacting takes place preferably with stirring. Once the first, second and third agents, used separately or in the form of a composite product, brought into contact with the solution to be treated, the solid resulting from the supernatant solution is separated by any known means, such as decantation. or filtration, or both. The solid is then dehydrated and then landfilled or optionally recycled in any type of appropriate process, for example in the preparation of glasses, subject, if necessary, to an adjustment of the composition of said solid.
La solution résultante qui contient majoritairement du sulfate de sodium ou du chlorure de sodium, selon les fumées traitées à l'origine, est très pure et peut être revalorisée, de manière avantageuse, telle quelle, sans qu'une purification supplémentaire soit nécessaire.The resulting solution which mainly contains sodium sulphate or sodium chloride, depending on the fumes originally treated, is very pure and can be revalued, advantageously, as it is, without further purification being necessary.
Ainsi, si la solution comprend essentiellement du sulfate de sodium, on peut envisager cristalliser ledit sulfate.Thus, if the solution essentially comprises sodium sulphate, one can envisage crystallizing said sulphate.
Cette opération peut être mise en oeuvre par tout moyen connu de l'homme du métier.This operation can be carried out by any means known to those skilled in the art.
Selon une première variante, on refroidit le filtrat jusqu'à obtenir une différence de température de 15 à 20°C entre les températures de dissolution et de cristallisation.According to a first variant, the filtrate is cooled until a temperature difference of 15 to 20 ° C. is obtained between the dissolution and crystallization temperatures.
Dans ce cas, les cristaux obtenus sont sous forme décahydratée.In this case, the crystals obtained are in decahydrate form.
Selon une seconde variante, on cristallise le sulfate de sodium par évaporation d'au moins une partie de l'eau de la solution.According to a second variant, the sodium sulfate is crystallized by evaporation of at least part of the water from the solution.
Les cristaux résultants se trouvent sous forme anhydre.The resulting crystals are in anhydrous form.
La pureté de ces cristaux est telle qu'ils peuvent être valorisâmes directement ou après séchage ou granulation, notamment être revalorisé dans les fours verriers par exemple. Les solutions aqueuses de chlorure de sodium peuvent être valorisâmes dans divers procédés industriels, comme par exemple la synthèse de carbonate ou de bicarbonate de sodium (procédé Solvay), ou encore dans la préparation de solutions d'hydroxyde de sodium par électrolyse.The purity of these crystals is such that they can be recovered directly or after drying or granulation, in particular be revalued in glass furnaces for example. The aqueous solutions of sodium chloride can be used in various industrial processes, such as for example the synthesis of sodium carbonate or bicarbonate (Solvay process), or in the preparation of sodium hydroxide solutions by electrolysis.
Des exemples concrets mais non limitatifs de l'invention vont maintenant être présentés.Concrete but nonlimiting examples of the invention will now be presented.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Des fumées d'incinérateur d'ordures ménagères sont traitées par du bicarbonate de sodium préalablement broyé à une granulométrie inférieure à 10 μm.Household waste incinerator fumes are treated with sodium bicarbonate previously ground to a particle size of less than 10 μm.
Le rapport de la masse de bicarbonate utilisé sur la masse à la stoechiométrie est de 1 ,1. L'efficacité d'élimination des gaz acides dépasse 90 %.
Les solides issus de la neutralisation des fumées sont récupérés sur un filtre à manche.The ratio of the mass of bicarbonate used on the mass to stoichiometry is 1, 1. The removal efficiency of acid gases exceeds 90%. The solids from the neutralization of the fumes are recovered on a bag filter.
Ces solides sont mis en solution de manière à disposer d'une solution à 90 g/l en chlorure de sodium. Le rapport pondéral solide/liquide est de 3.These solids are dissolved so as to have a 90 g / l solution of sodium chloride. The solid / liquid weight ratio is 3.
La dissolution est effectuée à un pH de 9,5 et à température ambiante.The dissolution is carried out at a pH of 9.5 and at room temperature.
Les caractéristiques de la solution sont rassemblées dans la première colonne du tableau 1 suivant.The characteristics of the solution are collated in the first column of Table 1 below.
Cette solution est traitée en ajoutant une solution de silicate de sodium présentant une concentration de 0,2 mol/l avec un rapport à la stoechiométrie des métaux à traiter de 1 ,5, et une solution de phosphate trisodique dans des conditions stoechiométriques par rapport aux métaux à traiter.This solution is treated by adding a sodium silicate solution having a concentration of 0.2 mol / l with a ratio to the stoichiometry of the metals to be treated of 1.5, and a solution of trisodium phosphate under stoichiometric conditions relative to the metals to be treated.
On ajoute ensuite 3 ml de TMT 15® par litre de solution à traiter et une solution de phosphate de sodium.3 ml of TMT 15® are then added per liter of solution to be treated and a sodium phosphate solution.
La solution résultante possède les caractéristiques rassemblées dans la seconde colonne du tableau suivant :The resulting solution has the characteristics collected in the second column of the following table:
On constate que la solution de chlorure de sodium obtenue est très pure et peut être valorisée dans un procédé d'électrolyse pour donner de la soude ou bien encore être employée dans la synthèse de carbonate de sodium.
EXEMPLE 2It is noted that the sodium chloride solution obtained is very pure and can be used in an electrolysis process to give soda or even be used in the synthesis of sodium carbonate. EXAMPLE 2
Des fumées d'une installation de fusion fonctionnant au fuel lourd sont traitées par du bicarbonate de sodium avec une stoechiométrie de 0,84, ce qui permet de neutraliser jusqu'à 70% des oxydes de soufre présents. Les solides sont récupérés dans un filtre à manche.Fumes from a heavy fuel oil melting installation are treated with sodium bicarbonate with a stoichiometry of 0.84, which makes it possible to neutralize up to 70% of the sulfur oxides present. The solids are collected in a bag filter.
Du fait des matières première utilisées, les solides résultants contiennent différents métaux dont entre autres 0,01 % en poids de chrome, 0,18 % de vanadium, 0,1 % de plomb, 0,2 % de fer.Due to the raw materials used, the resulting solids contain different metals including 0.01% by weight of chromium, 0.18% of vanadium, 0.1% of lead, 0.2% of iron.
Ces solides dont dissous dans une solution de sulfate de sodium provenant d'une étape ultérieure du procédé de dissolution, conduite à 35°C, de manière à être très proche de la saturation en sulfate de sodium. Le pH est fixé à 9 et le potentiel est maintenu de telle sorte que le chrome se trouve au degré d'oxydation III. Cette solution est ensuite séparée des solides par filtration. Les solides sont destinés à la mise en décharge et satisfont aux tests de lixiviation de mise en décharge sans inertage.These solids of which dissolved in a solution of sodium sulphate coming from a subsequent stage of the dissolution process, carried out at 35 ° C., so as to be very close to the saturation in sodium sulphate. The pH is fixed at 9 and the potential is maintained so that the chromium is at the oxidation state III. This solution is then separated from the solids by filtration. The solids are intended for landfill and meet the landfill leaching tests without inerting.
Cette solution est traitée en ajoutant une solution de silicate de sodium présentant une concentration de 0,2 mol/l avec un rapport à la stoechiométrie des métaux à traiter de 1 ,5, et une solution de phosphate trisodique dans des conditions stoechiométriques par rapport aux métaux à traiter.This solution is treated by adding a sodium silicate solution having a concentration of 0.2 mol / l with a ratio to the stoichiometry of the metals to be treated of 1.5, and a solution of trisodium phosphate under stoichiometric conditions relative to the metals to be treated.
On ajoute ensuite 3 ml de TMT 15® par litre de solution à traiter.3 ml of TMT 15® are then added per liter of solution to be treated.
Le liquide est refroidi à 15°C et l'on récupère des cristaux de sulfate de sodium décahydrate que l'on sèche ensuite. Le sulfate de sodium obtenu présente une pureté correspondant à la somme des métaux inférieure à 3 ppm.
The liquid is cooled to 15 ° C. and crystals of sodium sulphate decahydrate are recovered which are then dried. The sodium sulfate obtained has a purity corresponding to the sum of the metals of less than 3 ppm.