WO2009141565A2 - Procede de traitement d'un solide amiante - Google Patents

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WO2009141565A2
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silicic
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Ghislain Denis
Michel Delmas
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Institut National Polytechnique De Toulouse (Inpt)
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Definitions

  • the invention relates to a method of treating an asbestos solid adapted to achieve total recycling into separate chemical species directly usable as raw materials in industrial applications.
  • Asbestos refers to rocks of metamorphic origin, which are naturally fibrous and have been used in industry, especially in the construction industry, because of their high melting point, their tensile strength, their chemical stability and their ability to spin.
  • asbestos fibers which can be transported by air and reach, by inhalation, the alveoli lungs and migrate to 'to the pleura by inducing benign or malignant pathologies.
  • No. 5,562,585 proposes to carry out asbestos waste cooking in an aqueous medium in the presence of a composition capable of producing hydroxide ions, at high temperature and at high pressure, so as to destroy the fibrous structures of asbestos.
  • No. 5,686,365 proposes a treatment for total chemical dissolution of asbestos fibers in two stages.
  • the first step consists of etching with an aqueous solution of sodium hydroxide followed by separation of the untouched residue.
  • the second step is an attack of the untouched residue with an aqueous solution of nitric acid until complete dissolution of the silica-rich fibers.
  • CA 2 240 082 proposes a process for treating asbestos residues from asbestos mines with hydrochloric acid to break down these asbestos residues and to isolate magnesium salts in solution and silica.
  • the invention aims to overcome these disadvantages by proposing a process for treating an asbestos solid with a view to decomposing it into non-toxic raw materials suitable for recycling in industrial uses.
  • the invention also aims to propose such a method in Asbestos, which is a waste, is used as a raw material for the production of basic substances for the industry, without leaving any ultimate waste.
  • the invention also aims at providing such a treatment method for recycling asbestos in which the oxidized chemical elements of asbestos are dissociated and isolated in the form of high purity chemical species directly usable in industry, especially in heavy industry and in the fine chemical industry.
  • the invention also aims to provide such a method of treating solid asbestos by chemical decomposition of asbestos fibers in chemical species not exhibiting the toxicity of asbestos fibers, especially on the respiratory tract.
  • the invention also aims to propose such a treatment method in which the reagents not consumed during the treatment are recycled and are likely to be used in various industrial applications, and in particular but not exclusively in the same process of treatment.
  • a solid asbestos a solid asbestos.
  • Another object of the invention is to provide such a solid asbestos treatment process producing no ultimate solid waste not recycled or requiring secure storage.
  • the invention also aims to provide such a treatment method which is simple, economical to installation and use and does not require the construction of complex processing facilities.
  • the invention also aims to provide a treatment method that is economically viable and allows the production of high value-added compounds for industry.
  • the invention aims in particular to provide such a treatment method which induces only a moderate energy expenditure.
  • the invention also aims to achieve all these objectives at lower cost, by proposing a low cost process, made from conventional chemical reagents and inexpensive.
  • the invention also aims to propose such a method of treatment favoring the preservation of the environment and sustainable development.
  • the invention further aims to provide such a method that preserves the work habits of staff is easy to use, and imply for its implementation that little manipulation.
  • the term "asbestos solid” refers to any solid material containing at least a quantity of asbestos.
  • the most commonly encountered friendly solids generally consist of either pure asbestos or asbestos waste.
  • the term “asbestos waste” refers to solid waste mainly consisting of asbestos fibers and cement (or other hydraulic binder). This is, in particular, asbestos-cement sheets and pipes, also known generally as fiber cement, containing a minority mass proportion of pure asbestos, often between 10% and 15%, and which are unusable as they are.
  • the term “asbestos waste” also refers to solid waste, also called “asbestos flocking" formed of mixed asbestos fibers, as hydraulic binder, with plaster in a minority mass proportion, in particular between 5% and 20%.
  • the invention therefore relates to a method for treating an asbestos solid, comprising at least one treatment step, called hot acid treatment, of the asbestos of the solid asbestos at atmospheric pressure by an aqueous solution of hydrochloric acid at a temperature close to the boiling point of the aqueous solution of hydrochloric acid, so as to obtain:
  • non-silicic solution of at least one non-silicic component of asbestos in the aqueous solution of hydrochloric acid
  • a solid called a silicic solid
  • a precipitation treatment in which a selective precipitation of the cationic species of iron present in this non-silicic solution is carried out.
  • the treatment of asbestos with an aqueous solution of hydrochloric acid hot, at atmospheric pressure and at a temperature of the order the boiling temperature of the aqueous solution of hydrochloric acid allows the formation, on the one hand, of an aqueous solution containing non-silicic components of asbestos and, on the other hand, of a solid silicic acid consisting essentially of the silicic constituents of asbestos.
  • the hot acid treatment of asbestos with an aqueous solution of hydrochloric acid makes it possible to preserve the silicic components of asbestos in a solid form, in particular in the form of divided porous amorphous silica, and to extract the non-asbestos components. of asbestos in soluble form in the aqueous solution of hydrochloric acid.
  • the treatment of asbestos with an aqueous solution of hot hydrochloric acid makes it possible to break down the asbestos fibers which are themselves toxic by inhalation, into components which do not exhibit the toxicity of the starting asbestos fibers.
  • the divided porous amorphous silica obtained by hot acid treatment of asbestos does not exhibit the toxicity of asbestos.
  • the acidic aqueous solution containing non-silicic components of asbestos contains not only cationic species of magnesium, but also contains cationic species.
  • the hot acid treatment according to the invention makes it possible to extract asbestos substantially all the cationic species of magnesium and substantially all the cationic species of iron which pass into solution in the non-silicic solution.
  • the cationic species of magnesium and the cationic species of iron of the acidic non-silicic solution are in the form of magnesium chloride and iron chloride which are perfectly soluble in the non-silicic solution.
  • the inventors have found that it is possible to carry out a selective precipitation treatment of the cationic iron species of the non-silicic solution, allowing advantageously separating the cationic species of iron, which precipitate in a solid form in the non-silicic solution, and the cationic species of magnesium which remain in solution in the non-silicic solution.
  • a separation of silicic compounds, in particular silica, iron compounds and magnesium compounds contained in asbestos, without the use of milling or attrition steps is carried out.
  • a chemical treatment for reducing the cationic iron compounds to metallic iron and magnetic separation of the formed metallic iron makes it possible to transform all the asbestos into a plurality of separate raw materials all usable in industry, in particular divided porous amorphous silica, cationic iron species and cationic magnesium species.
  • the precipitation treatment is carried out by adjusting the pH of the non-silicic solution to a value between pH 5 and pH 7, in particular at a value of the order of pH 6.
  • the adjustment of the pH of the non-silicic solution to a value close to pH 7, but which is however slightly acidic makes it possible to selectively precipitate the cationic species of iron from the non-silicic solution without significantly causing the precipitation of the cationic magnesium species which remain in solution. solution in the non-silicic solution.
  • chloride of cationic species of iron by hydroxide ions being specifically aided by pH and causing the precipitation of almost all cationic species of iron in the form of iron hydroxides, without causing the precipitation of cationic species of magnesium.
  • the treatment of precipitation is an addition, in the non-silicic solution, of an amount of at least one compound, said basic compound, capable of increasing the concentration of hydroxide ions in the non-silicic solution.
  • an amount of at least one basic compound capable of producing hydroxide ions in the non-silicic solution in the form of an amount of an aqueous solution of said basic compound, or in the form of an aqueous solution of said basic compound, is added to the non-silicic solution.
  • an amount of at least one basic compound capable of producing hydroxide ions in the non-silicic solution adapted so that almost all the cationic species of iron precipitate, and so that no free basic compound remains in the non-silicic solution.
  • the basic compound is selected from the group consisting of alkaline earth metal oxides, alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides.
  • the oxides and hydroxides of the alkaline earth metals and the hydroxides of the alkali metals which are compounds capable of producing hydroxide ions are especially suitable for ionic substitution at a pH value between pH 5 and pH 7, in particular of the order of pH 6.
  • the basic compound is chosen from the group consisting of dry magnesium oxide and hydroxide magnesium.
  • the addition of an amount of dry magnesium oxide and / or magnesium hydroxide allows the neutralization of at least a portion of the amount of hydrochloric acid not consumed during the acid treatment of asbestos .
  • This neutralization is also accompanied by the conversion of the dry magnesium oxide and / or magnesium hydroxide added, as basic compound, to magnesium chloride.
  • the addition of an additional quantity of dry magnesium oxide and / or magnesium hydroxide makes it possible to neutralize the residual amount of hydrochloric acid that is not consumed during the asbestos acid treatment phase, as well as the neutralization of the acidic character of the cationic compounds of iron.
  • the amount of dry magnesium oxide and / or added magnesium hydroxide is chosen so that, at the end of this additional addition, the pH of the non-silicic solution is between pH 5 and pH 7, in particular pH order 6, and all of the cationic iron species of the non-silicic solution precipitate.
  • the conversion of hydrated magnesium oxide (MgO) and / or magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) to magnesium chloride in the non-silicic solution at a pH of between pH 5 and pH 7, in particular of the order of pH 6, allows the selective conversion of the cationic species of iron in the form of iron chloride, which are dissolved in the non-silicic solution, into cationic species of iron, in the form of hydroxides, which are insoluble species in this solution and which form a precipitate.
  • the treatment with dry magnesium oxide and / or magnesium hydroxide adapted to adjust the pH of the non-silicic solution to a value between pH 5 and pH 7, in particular at a value of the order of pH 6 also makes it possible to convert all of the dry magnesium oxide and / or magnesium hydroxide to magnesium chloride, without leaving in the non-silicic solution residual magnesium hydroxide liable to alter the chemical purity of magnesium chloride.
  • a suspension of the asbestos solid is prepared in the aqueous hydrochloric acid solution and the suspension of the asbestos solid is heated in the aqueous hydrochloric acid solution at a temperature between 70 0 C and 110 0 C, in particular of the order of 95 ° C.
  • said suspension of the asbestos solid is heated in the aqueous solution of hydrochloric acid, in particular at a temperature suitable for causing the reflux of the aqueous hydrochloric acid solution, so as to allow an acid attack of the constituents non-silicic acid of the asbestos solid and a dissolution of the reaction products of this attack in the aqueous solution of hydrochloric acid.
  • concentration of the hydrochloric acid of the aqueous solution decreases during the hot acid treatment by consuming a portion of said acid hydrochloric acid during the acid attack and that the boiling temperature of the aqueous hydrochloric acid solution increases during said acid attack.
  • the hot acid treatment of the asbestos solid is carried out using a reactor comprising a receptacle, for example a glass receptacle, for carrying out said hot acid treatment. , at atmospheric pressure, this container being adapted to allow the suspension of the asbestos solid to be heated in the acid solution at a temperature suitable for allowing the boiling and refluxing of the acidic solution.
  • the reactor further comprises a condenser adapted to allow the condensation of all the vapors formed by heating the suspension of the asbestos solid in the acid solution, and a circuit for recycling these vapors condensed in said suspension so that the vapors emitted by the acid solution remain confined inside the reactor.
  • the suspension of the asbestos solid is heated in the acid solution at a temperature of the order of the boiling point of the acidic solution.
  • the suspension of the asbestos solid is heated in the aqueous hydrochloric acid solution for a period of between 30 min and 300 min, in particular of the order of 150 min.
  • the concentration of hydrochloric acid in the aqueous hydrochloric acid solution of a hot acid treatment is greater than 100 g / l, in particular between 100 g / l and 150 g / l.
  • concentration is adapted so that the solution remains acid at the end of the acid attack of the non-silicic constituents of the asbestos solid and that the non-silicic constituents of the non-silicic solution remain in solution.
  • the hot acid treatment is carried out from an asbestos solid having a particle size of less than 20 mm, in particular between 1 mm and 10 mm.
  • a particle size by means known per se, in particular by grinding the asbestos solid.
  • Such a particle size favors the destructuring of the asbestos fibers during the hot acid attack of the asbestos solid by increasing the surface area of the asbestos solid capable of undergoing this acid attack.
  • an asbestos granulate is prepared by grinding the asbestos solid to dryness or, preferably, in the presence of a quantity of water so as to avoid the dust production of solid asbestos.
  • the hot acid treatment is adapted so that the non-silicic solution remains free of silicic compound.
  • the operating conditions of the hot acid treatment in particular the concentration of hydrochloric acid in the acidic solution, the duration and the temperature of the hot acid treatment, are adjusted so that the non-silicic solution is free of silicic component in solution and that the silicic solid obtained after the hot acid treatment is free of iron oxides, magnesium oxides and cationic species of magnesium and / or iron unsolubilized.
  • the operating conditions are adjusted so as to obtain porous amorphous silica divided of high quality, of high purity and which is industrially recoverable, and so as to obtain a non-silicic solution that is free of silica.
  • a solid / liquid separation of the silicic solid and of the non-silicic solution is carried out prior to the precipitation treatment.
  • the silicic solid containing all the silicic constituents of the asbestos solid and the non-silicic solution containing all the non-silicic constituents of the asbestos solid are separated. This solid / liquid separation can be carried out using any device known per se.
  • the silicic solid and the non-silicic solution are separated by filtration with a filter adapted to retain the silicic solid and to allow the non-silicic solution to flow.
  • a filter residue containing the silicic constituents of asbestos is obtained on the filter.
  • the silicic solid obtained is washed by filtration with a quantity of water, the said quantity of water being adapted so that the pH value of the washing solution at the outlet the porous filter is substantially of the order of the pH value of the water used for washing.
  • the silicic solid and the non-silicic solution are separated by filtration under reduced pressure, with a filtration device comprising a filter adapted to retain the silicic solid and a receptacle, under reduced pressure, wherein the non-silicic solution flowing through the filtration device is aspirated.
  • a draining filter residue is obtained on the porous filter containing the silicic constituents of asbestos.
  • the silicic solid is washed with a quantity of water adapted so that the pH value of the solution flowing from the filtration device is substantially of the order of pH value of the water used for washing.
  • the hydrochloric acid which has not been consumed during the hot acid treatment is extracted from the non-silicic solution.
  • extraction is carried out by evaporation / condensation under reduced pressure, of a quantity of unconsumed hydrochloric acid remaining in the non-silicic solution.
  • the hydrochloric acid extracted by this evaporation / condensation which is not waste is a raw material that can be reused during subsequent treatments.
  • the hydrochloric acid is extracted during this evaporation / condensation step in the form of an aqueous solution of hydrochloric acid containing a quantity of hydrochloric acid.
  • the acid is used hydrochloric acid, extracted from the non-silicic solution, in the acidic solution of a subsequent hot acid treatment.
  • the residual hydrochloric acid is recycled into the acid solution of a hot acid treatment of a process according to the invention.
  • the residual hydrochloric acid is recycled in an acidic solution for the subsequent hot acid treatment of a silicic solid intended to increase the purity of said silicic solid obtained during a prior acid treatment.
  • a solid / liquid separation of a precipitate formed of the cationic species of iron and a residual solution, called a magnesium solution, containing an amount of at least one ionic species of magnesium is carried out by filtration of the cationic species of iron by means of a filtration device, in particular an atmospheric pressure filtration device or pressure higher than atmospheric pressure, or under reduced pressure, or by accelerated sedimentation of the cationic species of iron, in particular by centrifugation, and removal of the magnesium solution.
  • the water is extracted from the magnesium solution so as to form a crystallized magnesium salt composition.
  • This extraction of water from the magnesium solution is carried out by means known per se, in particular by evaporation of the water by heating, by distillation of the water, in particular by distillation under reduced pressure.
  • an amount of an aqueous solution of hydrochloric acid so as to form an aqueous solution of the cationic species of iron in order to solubilize the cationic species of iron, cationic species of iron, an amount of an aqueous solution of hydrochloric acid so as to form an aqueous solution of the cationic species of iron.
  • an aqueous solution of the cationic species of iron in which the cationic species of iron are in the form of ferric iron chloride is adapted for later use, in particular as a flocculant in a treatment process intended for the purification of water.
  • a process according to the invention makes it possible to separate and recycle not only all the chemical constituents of asbestos, in particular silica, cationic magnesium species and cationic species of iron, but also reagents used but not consumed, in particular excess hydrochloric acid and magnesium oxide which is converted into magnesium chloride.
  • a process according to the invention makes it possible to recycle the chemical constituents of asbestos into reagents of high purity directly usable as raw materials in the industry. It should be noted that raw materials resulting from the decomposition of asbestos are no longer waste with asbestos toxicity and that they can be legally transported to their site of use.
  • the asbestos solid is pure asbestos to which said hot acid treatment is applied.
  • a method according to the invention can thus be applied to an asbestos solid formed of pure asbestos, for example solid waste selected from the group consisting of asbestos waste resulting from mining extraction and asbestos waste from the automobile industry, for example in the form of automobile brake linings or any other asbestos component, waste from the construction industry, for example in the form of thermal insulators.
  • the treatment of pure asbestos is carried out directly with a solution of hot hydrochloric acid, and then the silicic solid is filtered off from the non-silicic solution.
  • a selective precipitation treatment of the cationic iron species of the non-silicic solution is then carried out so as to separate said cationic species from the iron which precipitate cationic magnesium species which remain in solution.
  • a process according to the invention can be applied to an asbestos solid, such as asbestos waste, containing asbestos fibers.
  • the method according to the invention then comprises a pretreatment treatment of asbestos separation of said asbestos solid before the hot acid treatment.
  • the asbestos solid being an asbestos waste containing a mass proportion of asbestos of between 10% and 15%
  • a separation of asbestos from said asbestos waste is carried out prior to hot acid treatment.
  • this separation treatment is adapted to allow the decomposition of asbestos waste, on the one hand, asbestos and, on the other hand, products completely free of asbestos.
  • At least one treatment for the separation of asbestos from asbestos waste, at least one treatment, called cold acid treatment, is carried out in which the asbestos waste is immersed in an aqueous solution containing hydrochloric acid at a temperature of concentration greater than 200 g / l, in particular of the order of 250 g / l, at ambient temperature and at atmospheric pressure, and the mixture is incubated with stirring for a period greater than 1 h, in particular between 2 h and 3 h .
  • the duration of the cold acid treatment is adjusted so that all of the asbestos waste, in particular the larger fragments of said asbestos waste, are converted into a substantially homogeneous slurry.
  • the asbestos waste is treated first, in particular sheets and pipes made of fiber cement, containing a mass proportion of 10% to 15% pure asbestos, with a solution of cold hydrochloric acid, and then separating the solution thus obtained containing the acid attack products of the constituents of the cement and a solid containing the asbestos and the silica constitutive of the cement, and is subsequently dissociated, by a hot acid treatment of solid asbestos and silica constitutive of cement, silica and non-silicic compounds of solid asbestos.
  • the subsequent hot acid treatment of asbestos mixed with the silica of the cement leads to an acid attack and the dissolution of the non-silicic compounds of asbestos in the non-silicic solution while preserving the silica which remains in the form of a silicic solid.
  • the non-asbestos components of the asbestos solid are successively extracted by acid etching and solubilization during a cold acid treatment, and then the non-silicic components of the asbestos are extracted in a mixture with the silica of the cement during a acid heat treatment, and the cationic species of iron and the cationic species of magnesium are separated from the non-silicic solution by selectively precipitating the cationic species of iron by increasing the concentration of ions hydroxides in the non-silicic solution.
  • the asbestos waste is treated so as to extract the non-asbestos components and to produce an asbestos-containing solid mixed with silica naturally present in the cement clay, which is subsequently subjected to a hot acid etching and decomposition treatment of asbestos fibers, adapted to form silica and at least one compound selected from the group consisting of cationic species of iron and cationic species of magnesium.
  • the asbestos separation treatment of an asbestos waste reduces by about 75% the mass of the waste requiring hot acid treatment detoxification of asbestos fibers by hydrochloric acid.
  • the fraction of asbestos waste containing no asbestos does not require hot acid treatment for detoxification of the fibers of asbestos.
  • the non-consumed hydrochloric acid is preferably extracted and this amount of hydrochloric acid is recycled to an aqueous solution during a subsequent acid heat treatment or cold acid treatment step. .
  • the invention also relates to a process characterized in combination by all or some of the characteristics mentioned above or below.
  • FIGS. 1 and 2 represent preferred embodiments. of the invention, given solely by way of non-limiting examples.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a first variant of a first application of a process for treating an asbestos solid formed of pure asbestos according to the invention
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a variant of a second application of a process for treating an asbestos solid formed of an asbestos waste according to the invention
  • an asbestos solid 1 consisting of pure asbestos, in particular plates or cords or insulating wool, is converted by fragmentation 2. to form a granulate 3 of asbestos whose average particle size is less than 20 mm, in particular between 1 mm and 10 mm.
  • This fragmentation 2 of the asbestos solid 1 is carried out by dry grinding or, preferably, in the presence of water using mechanical grinding devices known per se.
  • the asbestos granulate 3 is brought into contact with an aqueous solution of hydrochloric acid in a container, in particular a glass container, adapted to allow the acid treatment to be carried out.
  • the hot acid treatment 4 is preferably carried out in a mixing device, also called a kneader, adapted to heat the suspension of the asbestos granulate 3 in the acid solution while avoiding the emission of acid vapors into the atmosphere.
  • a suspension 6 of silica forming a solid in an aqueous solution of hydrochloric acid containing the non-silicic components of the asbestos solid is obtained.
  • a solid / liquid separation of the silicic solid 9 and of the non-silicic solution 8 is carried out by filtration on an inert filter adapted so that the non-silicic solution 8 flows from the filter and the silica constituting the silica solid 9 is completely retained. on the filter.
  • a first application of a process according to the invention is extracted from the non-silicic solution 8, which is free of silica 9, by evaporation / condensation under pressure. reduced all or part of the hydrochloric acid not consumed during the hot acid treatment 4 and remaining in the non-silicic solution 8.
  • a hermetically-closed vapor distillation device comprising a container provided with a heating system adapted to raise the temperature of the non-silicic solution 8 in said container and to allow the evaporation of almost all the non-consumed hydrochloric acid during the hot acid treatment 4 as well as the water a condenser adapted to allow condensation of the vapors of said hydrochloric acid portion and water in a receptacle, separate from the heating container, wherein the hydrochloric acid flows, and a water pump connected to the device hermetically sealed and adapted to establish, within it, a pressure whose value is between 100 and 150 hPa.
  • This non-silicic residue is subjected to a precipitation treatment 13 in which is added to the residue 11, an amount of an aqueous suspension 12 containing at least one basic compound capable of increasing the concentration of hydroxide ions in the residue 11.
  • a precipitation treatment 13 in which is added to the residue 11, an amount of an aqueous suspension 12 containing at least one basic compound capable of increasing the concentration of hydroxide ions in the residue 11.
  • the hydrochloric acid not extracted from the non-silicic suspension 11 during the distillation is neutralized and the cationic species 16 of the iron precipitate in the form of iron hydroxide, forming a suspension 14 of the cationic species 16 of iron in a solution 18 of the cationic species of magnesium.
  • This precipitation is carried out at room temperature and at atmospheric pressure.
  • Solid / liquid separation is achieved cationic species 16 of precipitated iron and cationic solution 17 of magnesium by filtration on an inert filter adapted so that the solution 17 of the cationic species of magnesium flows from the filter and the solid consisting of cationic species 16 of iron be retained on the filter.
  • the precipitated iron hydroxides 16 are collected on the filter.
  • the precipitated iron hydroxides 16 are washed on the filter with a quantity of water and an acid attack of the hydroxides of Iron 16 precipitated with an amount of an aqueous solution of hydrochloric acid suitable for solubilizing the precipitated iron hydroxides 16 and forming an aqueous solution of iron chloride.
  • the silicic solid 9 is subjected to at least one step of hot-acid treatment of the silicic solid, called the refining treatment, with an amount of an aqueous solution of hydrochloric acid, suitable for carrying out a complementary extraction.
  • residual cationic magnesium species of the silica solid 9 in a silica slurry 21 is carried out with the silicic acid 9 at reflux of the hydrochloric acid solution 5.
  • the silicic acid suspension 21 obtained by fractionation is fractionated by means of a solid / liquid separation treatment 22 adapted to separate a quantity of silica.
  • a distillate containing a quantity of hydrochloric acid separated from a distillation residue containing the cationic species of magnesium 19, in particular magnesium chloride is obtained.
  • MgCl 2 hydrated or anhydrous depending on the drying conditions.
  • a detoxification treatment of an asbestos solid is carried out in which the asbestos solid is an asbestos waste 40 consisting of asbestos -cement or fiber cement.
  • a separation treatment 41 is carried out on the one hand of the asbestos fibers and on the other hand of the non-asbestos components of the asbestos waste 40, prior to the detoxification of the asbestos fibers during a hot acid treatment.
  • a step is first made for this separation 41 of asbestos fibers and non-asbestos components.
  • a concentration substantially of the order of 250 g / L, for 150 min for a cold acid treatment 34 acid etching and chemical dissolution of non-asbestos components and non-silicic components of asbestos waste 40.
  • a suspension 36 of a granulate 3 is obtained, formed on the one hand of 0 asbestos fibers free of non-asbestos compounds of asbestos waste, and on the other hand of silica usually present in the clay constituting the cement, in an acidic aqueous solution 38 containing the non-asbestos components and the non-silicic constituents of the asbestos waste 40.
  • a solid / liquid separation step 37 is carried out, in particular by filtration, of the granulate 3 formed of fibers 5 asbestos to subsequently subject it to a hot acid treatment 4 of silica decomposition and cationic species of magnesium and cationic species of iron.
  • This solid / liquid separation step 37 is carried out by filtration using filtration means known per se, under atmospheric pressure, or at a pressure greater than atmospheric pressure, or under
  • step 37 of solid / liquid separation one obtains, in addition to solid asbestos accompanied by the silica coming from the cement, in the form of of a granulate 3, an aqueous solution 38 of the non-asbestos components of the asbestos waste 40 containing an amount of hydrochloric acid not consumed during the cold acid etching treatment 34.
  • An amount of an aqueous solution of hydrochloric acid is distilled off from solution 38.
  • the distillation is carried out under reduced pressure, in particular at a pressure of between 100 hPa and 15O hPa by means of a water pump or other device capable of generating this pressure range.
  • the amount of unreacted hydrochloric acid extracted by distillation is recycled to an aqueous solution of hydrochloric acid for subsequent cold acid treatment of a separation step 41.
  • asbestos 3 asbestos waste 40 is recycled to an aqueous solution of hydrochloric acid for subsequent cold acid treatment of a separation step 41.
  • a residual solution 42 of the distillation 39 containing the cationic species constitutive of the cement is produced by distillation 39 of the solution 38, in particular calcium, aluminum and iron in the form of chlorides.
  • This residual solution is subjected to a precipitation treatment 43 of the cationic species of iron and aluminum by adding an amount of an aqueous solution containing at least one basic compound capable of increasing the concentration of hydroxide ions in the solution. 42 residual.
  • This precipitation is carried out 43 cationic species of iron and cationic species of aluminum at room temperature and atmospheric pressure.
  • a suspension 45 of the precipitated cationic species of iron and of the cationic species precipitated from aluminum is obtained in an aqueous solution containing the cationic species of calcium.
  • Filtration 45 separates the suspension 45 into a solid 47 containing the precipitated cationic species of iron and the cationic species precipitated from the aluminum in the form of hydroxides and into an aqueous solution of calcium chloride.
  • This separation 46 is carried out by filtration by a filtration means known per se, adapted to allow filtration at atmospheric pressure, or at a pressure below atmospheric pressure, or at a pressure greater than atmospheric pressure.
  • We the water is evaporated off from the aqueous solution of calcium chloride 50 by heating and a substantially dry solid residue 52 formed of calcium chloride is obtained.
  • a solubilization treatment 48 of the solid 47 containing a mixture of the precipitated cationic species of iron and the precipitated cationic species of aluminum with an aqueous hydrochloric acid solution is carried out in a solution 49 of the cationic species of iron and of the cationic species of aluminum, in the form of chlorides, especially in the form of FeCl 3 and AlCl 3 .
  • the silicic solid 9 retained on the porous filter is washed with a quantity of water flowing in the non-silicic solution 8. substantially all the unreacted hydrochloric acid is removed from the silicic solid during the hot acid treatment 4 and this non-consumed hydrochloric acid is recovered in the non-silicic solution 8.
  • a silicic solid 9, consisting of divided porous amorphous silica, is thus obtained. substantially free from trace hydrochloric acid and non-silicic component of the asbestos solid.
  • the precipitation step 13 of the cationic iron species of the non-silicic solution 8 is carried out directly, without carrying out any extraction 10 by distillation of hydrochloric acid.
  • the amount of basic compound 12 capable of increasing the concentration of hydroxide ions in the non-silicic solution 8 is adjusted so that this quantity is sufficient to neutralize the non-consumed hydrochloric acid in the non-silicic solution 8 and to carry out the precipitation of the cationic species 16 of iron.
  • the amount of non-consumed hydrochloric acid in the non-silicic solution 8 is not recycled in the form of an aqueous solution of hydrochloric acid, but this amount of non-consumed hydrochloric acid is converted into magnesium chloride and in water by adding an amount of a magnesium oxide 12 during the precipitation 13.
  • the refining solution 24, containing a very small amount of the cationic species of iron and magnesium in a solution of hydrochloric acid 5, is recycled directly.
  • the cationic species of iron and the cationic species of aluminum are separated by means of a process known per se adapted for specifically solubilize the cationic species of aluminum and to preserve the cationic species of iron in solid form.
  • a process known per se adapted for specifically solubilize the cationic species of aluminum and to preserve the cationic species of iron in solid form.
  • the specific caustic solution of aluminum contained in bauxite is used, followed by separation of dissolved cationic species from aluminum and undissolved and solid cationic iron species.
  • EXAMPLE 1 Treatment of Asbestos Insulating Plates An asbestos granulate whose particle size is substantially between 1 and 10 mm is prepared by fragmentation of used insulating plates. 100 g of the asbestos granulate obtained are placed in a reactor in which 1 L of an aqueous solution containing hydrochloric acid is added at a concentration of 105 g / l. The suspension obtained is stirred and the reactor is heated to a temperature capable of provoking and maintaining the reflux of the aqueous hydrochloric solution for 150 min at atmospheric pressure.
  • the mixture obtained is filtered so as to separate a silicic solid retained on the filter and an acidic liquid filtrate.
  • the silicic solid retained on the filter is washed with 0.250 L of water.
  • the wash water is collected with the acidic liquid filtrate which contains the non-consumed hydrochloric acid, the water as well as the iron and magnesium salts in the form of chlorides.
  • a distillate containing about 40 grams of hydrogen chloride not consumed in the solubilization phase and water is extracted from the acidic liquid filtrate by distillation under reduced pressure by means of a water pump.
  • a syrupy distillation residue containing the iron and magnesium salts in the form of chlorides is recovered.
  • a suspension containing about 2 grams of magnesia (MgO) in water to adjust the pH of the distillation residue to about 6 pH units.
  • the pH of the syrupy residue is evaluated by means known per se and adapted to allow the pH of a concentrated solution to be measured, in particular by using a universal pH indicator, in particular a universal pH indicator impregnated in paper.
  • the iron hydroxides formed by ionic substitution at about pH 6 precipitate It is filtered, washed with water and the precipitate thus formed is dried. 1.4 g of these iron compounds are weighed.
  • the solid retained on the filter is taken up and washed with water.
  • This solid is placed in a reactor in which 1 L of an aqueous solution of hydrochloric acid at 105 g / L is added. The resulting mixture is placed under stirring and the reactor is heated to a temperature capable of maintaining the reflux of the aqueous hydrochloric solution for 150 min.
  • the mixture obtained is filtered and a solid, consisting exclusively of amorphous silica, retained on the filter and an acid solution eluted from the filter is obtained.
  • the silica solid retained on the filter is washed with 250 ml of water. After drying in an oven, 42 g of porous amorphous silica are weighed out.
  • the silica produced is characterized by X-ray diffraction using a SEIFERT XRD 3000TT diffractometer model and has an amorphous silica character.
  • the specific surface area of the silica produced is measured by the 5-point BET method using an ASAP2010 porosimeter of the MICROMETRICS brand. It is measured that the specific surface area of the silica produced is 186 m 2 / g of silica.
  • the wash water is collected with the acid solution which contains the unused hydrochloric acid, the water as well as magnesium salts in the form of chlorides.
  • hydrochloric acid in water led to the production of 171.6 g of magnesium chloride, 1.4 g of iron hydroxide and 42 g of porous amorphous silica.
  • 66 g of hydrochloric acid were consumed and 144 g of hydrochloric acid were recycled at the end of this treatment of insulating plates.
  • EXAMPLE 2 Treatment of Asbestos Insulating Cords Fragmented insulating cords Fragmented insulating cords, an asbestos granulate whose particle size is substantially of the order of 1 and 10 mm, are prepared by fragmentation. 100 g of this granulate are placed in a reactor in which 1 L of an aqueous solution of hydrochloric acid is added at a concentration of 128 g / l. The suspension obtained is stirred and the reactor is heated to a temperature capable of maintaining the reflux of the aqueous hydrochloric solution for 150 min at atmospheric pressure.
  • the mixture obtained is filtered so as to separate a silicic solid retained on the filter and an acidic liquid filtrate.
  • the silicic solid retained on the filter is washed with 0.250 L of water.
  • the wash water is collected with the acidic liquid filtrate which contains the non-consumed hydrochloric acid, water and the iron and magnesium salts in the form of chlorides.
  • a distillate containing about 62 grams of hydrogen chloride not consumed in the solubilization phase and water is extracted from the acidic liquid filtrate by distillation under reduced pressure by means of a water pump.
  • a distillation residue containing the iron and magnesium salts in the form of chlorides is recovered.
  • a suspension containing about 2 grams of magnesia in water is added to the distillation residue so as to adjust the pH of the distillation residue to about 6 pH units.
  • the iron hydroxides formed by ionic substitution at about pH 6 precipitate It is filtered, washed with water and the precipitate thus formed is dried. 1.7 g of these iron compounds are weighed.
  • the water is removed from the filtrate by evaporation under pressure reduced by means of a water pump.
  • the MgCl 2 , 6H 2 O magnesium salt which crystallizes is dried and weighed. 172 g of magnesium chloride hydrate are thus recovered.
  • the solid retained on the filter is taken up and washed with water.
  • This solid is placed in a reactor in which 1 L of an aqueous solution of hydrochloric acid is added at a concentration of 128 g / l.
  • the resulting mixture is placed under stirring and the reactor is heated to a temperature capable of maintaining the reflux of the aqueous hydrochloric solution for 150 min.
  • the mixture obtained is filtered and a solid, consisting exclusively of amorphous silica, retained on the filter and an acid solution eluted from the filter is obtained.
  • the silica solid retained on the filter is washed with 250 ml of water.
  • amorphous silica contained in the silicic solid After drying in an oven, 43 g of amorphous silica contained in the silicic solid are weighed.
  • the silica produced is characterized by X-ray diffraction using a SEIFERT XRD 3000TT diffractometer model and has an amorphous silica character.
  • the specific surface area of the produced silica measured as before is 186 m 2 / g.
  • the wash water is collected with the acid solution which contains the unused hydrochloric acid, the water as well as the magnesium salts in the form of chlorides.
  • the acid solution is evaporated off under reduced pressure and then 127 g of unconsumed hydrogen chloride are condensed, together with 0.3 g of MgCl 2 , 6H 2 O, which crystallizes.
  • EXAMPLE 3 Treatment of asbestos-cement waste 100 g of fibrocement coming from sheets and pipes are moistened with water, broken up into fibrocement granules whose grain size average is between 1 mm and 10 mm, then placed in a stirred reactor in which 200 ml of water and then 300 ml of a commercial solution of 37% hydrochloric acid are added. The initial concentration of hydrochloric acid in the aqueous solution is about 25%. Stirring is maintained for 150 min at room temperature and at atmospheric pressure.
  • the mixture thus obtained is filtered so as to separate an asbestos-containing solid and silica from the cement from an unconsumed hydrochloric acid solution containing the cationic species resulting from the decomposition of the cement in the form of chlorides. .
  • the acid solution containing the products resulting from the decomposition of the cement is distilled off under reduced pressure and contains 45 g of hydrogen chloride which has not been consumed in aqueous solution.
  • the pH of the residual distillation solution is adjusted to a value of the order of pH 6 by the addition of 1.3 g of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) suspended in water.
  • the iron hydroxides and aluminum hydroxides formed precipitate in the aqueous solution of calcium chloride (CaCl 2 ).
  • the precipitate and the calcium chloride solution are filtered off. After drying, 7 g of iron hydroxide and aluminum hydroxide are weighed.
  • the water of the calcium chloride solution is evaporated under reduced pressure from a water pump. 92 g of calcium chloride CaCl 2 , 2H 2 O are obtained which crystallize.
  • the solid containing asbestos and the silica resulting from the decomposition of the cement is placed in a reactor into which 200 ml of water and then 80 ml of a 37% aqueous solution of hydrochloric acid are introduced.
  • the initial concentration of hydrochloric acid in the suspension is about 107 g / L.
  • the suspension obtained is stirred under atmospheric pressure and the reactor is heated to a temperature capable of maintaining the reflux of the aqueous hydrochloric acid solution for 150 min.
  • the mixture obtained is filtered in such a way as to separate a silicic solid retained on the filter from an acidic solution containing the cationic magnesium species in the form of magnesium chloride (MgCl 2 ) and the silicic solid retained is washed with 250 ml of water. on the filter.
  • the dry silicic solid weighs 23 g.
  • This distillation residue mainly formed of calcium sulphate
  • 80 ml of water is washed with 80 ml of water, dried in an oven and then weighed.
  • the mass of calcium sulphate obtained is 12 g.
  • the calcium sulphate thus obtained can be recycled, in particular in plaster by methods known per se.
  • the wash solution of the distillation residue containing water-soluble species of asbestos waste is collected.
  • the solid containing the asbestos obtained by filtration is placed in the result of acid treatment at room temperature in a stirred reactor in the presence of the recycled solution at the end of the acid treatment at room temperature and containing 196 g of hydrochloric acid.
  • the suspension obtained is stirred under atmospheric pressure and the reactor is heated to a temperature capable of maintaining the reflux of the aqueous hydrochloric acid solution for 30 min.
  • the mixture obtained is filtered so as to separate a solid formed of amorphous silica retained on the filter with an acidic solution containing the cationic species of magnesium in the form of magnesium chloride (MgCl 2 ), the cationic species of iron in the form of chloride.
  • FeCl 2 iron
  • hydrochloric acid not consumed in aqueous solution.
  • the amorphous silica solid is washed with 250 mL of water, dried and weighed. A silica mass of 35 g is obtained.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement d'un solide amiante (1), comprenant au moins une étape de traitement, dit traitement acide à chaud (4), de l'amiante (3) du solide amiante (1) à pression atmosphérique par une solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique à une température voisine de la température d'ébullition de la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique de façon à obtenir, une solution, dite solution non silicique (8), d'au moins un constituant non silicique de l'amiante (3) dans la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique et un solide, dit solide silicique (9), caractérisé en ce qu'on soumet la solution non silicique (8) à un traitement, dit traitement de précipitation (13), dans lequel on réalise une précipitation (13) sélective des espèces cationiques du fer, présentes dans cette solution non silicique (8).

Description

PROCÉDÉ DE TRAITEMENT D'UN SOLIDE AMIANTE
L'invention concerne un procédé de traitement d'un solide amiante adapté pour en réaliser le recyclage total en espèces chimiques séparées directement utilisables comme matières premières dans des applications industrielles.
L'amiante désigne des roches d'origine métamorphique, qui sont naturellement fibreuses et qui ont été utilisées dans l'industrie, notamment dans l'industrie de la construction, en raison de leur point de fusion élevé, de leur résistance à la traction, de leur stabilité chimique et de leur aptitude au filage.
Cependant, les pathologies respiratoires humaines dues à l'utilisation et à l'exposition à l'amiante ont été décrites. Ces pathologies sont liées à la nature de l'amiante et à son aptitude à libérer des particules microscopiques, dites fibres d'amiante, susceptibles d'être véhiculées par voie aérienne et d'atteindre, par inhalation, les alvéoles pulmonaires et de migrer jusqu'à la plèvre en induisant des pathologies bénignes ou malignes.
Bien que l'interdiction visant l'utilisation de l'amiante dans les matériaux de construction remonte à plus de dix ans, il reste des quantités importantes de matériaux de construction contenant de l'amiante en attente d'être traitées pour en neutraliser la dangerosité et les risques pour la santé humaine.
On connaît différents procédés visant à traiter des déchets d'amiante, seuls ou en mélange avec d'autres composés, et adaptés pour modifier les propriétés physiques de l'amiante, notamment les caractéristiques agressives des fibres d'amiante, et pour transformer ces déchets en matériaux ne présentant pas la toxicité de l'amiante.
Ainsi, on a proposé de réaliser une vitrification totale de déchets d'amiante par traitement thermique à une température supérieure à 10000C. On a aussi proposé un traitement de déchets d'amiante par vitrification superficielle de granulats adapté pour isoler un déchet contenant de l'amiante résiduel par une épaisseur de lave. De telles solutions sont coûteuses en énergie et ne permettent pas de recycler les composants chimiques de ces déchets d'amiante sous la forme de matériaux valorisables. Ces solutions posent également des problèmes de réalisation pratique. En particulier, elles exigent des installations de chauffage à haute température et une consommation d'énergie qui ne peut pas être compensée par la valeur du produit généré. Un deuxième type de solution connue consiste à attaquer chimiquement une épaisseur superficielle des déchets d'amiante pour modifier en surface la morphologie des fibres d'amiante afin de les rendre moins toxiques en isolant par enrobage les particules solides de déchet d'amiante.
US 5 562 585 propose de réaliser une cuisson des déchets d'amiante en milieu aqueux en présence d'une composition susceptible de produire des ions hydroxydes, à haute température et à haute pression, de façon à détruire les structures fibreuses de l'amiante.
US 5 686 365 propose un traitement de dissolution chimique totale de fibres d'amiante en deux étapes. La première étape consiste en une attaque par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, suivie d'une séparation du résidu non attaqué. La seconde étape est une attaque du résidu non attaqué par une solution aqueuse d'acide nitrique jusqu'à dissolution complète des fibres riches en silice.
CA 2 240 082 propose un procédé de traitement de résidus d'amiante issus de mines d'amiante par de l'acide chlorhydrique visant à décomposer ces résidus d'amiante et à isoler des sels de magnésium en solution et de la silice.
Ces procédés ne permettent pas de séparer efficacement les constituants chimiques de l'amiante, notamment les métaux et la silice, particulièrement le fer, le magnésium et la silice, en produits de haute valeur ajoutée en vue de les recycler sous la forme d'espèces chimiques séparées dans différentes applications industrielles.
L'invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un procédé de traitement d'un solide amiante en vue de le décomposer en matières premières non toxiques aptes à être recyclées dans des utilisations industrielles.
L'invention vise également à proposer un tel procédé dans lequel l'amiante, qui est un déchet, sert de matière première pour la production de substances de base pour l'industrie, sans laisser de déchet ultime.
L'invention vise également à proposer un tel procédé de traitement permettant un recyclage de l'amiante dans lequel les éléments chimiques oxydés de l'amiante sont dissociés et isolés sous la forme d'espèces chimiques de grande pureté directement utilisables dans l'industrie, notamment dans l'industrie lourde et dans l'industrie chimique fine.
L'invention vise en outre à proposer un tel procédé de traitement de solide amiante par décomposition chimique des fibres d'amiante en espèces chimiques ne présentant pas la toxicité des fibres d'amiante, notamment sur les voies respiratoires.
L'invention vise également à proposer un tel procédé de traitement dans lequel les réactifs non consommés lors du traitement sont recyclés et sont susceptibles d'être utilisés dans des applications industrielles variées, et en particulier mais non exclusivement dans un même procédé de traitement d'un solide amiante.
Un autre objectif de l'invention est de proposer un tel procédé de traitement de solide amiante ne produisant aucun déchet ultime solide non recyclé ou nécessitant un stockage sécurisé. L'invention vise également à proposer un tel procédé de traitement qui est simple, économique à l'installation et à l'utilisation et ne nécessite pas la construction d'installations complexes de traitement.
L'invention vise également à proposer un procédé de traitement qui soit économiquement rentable et permette la production de composés à haute valeur ajoutée pour l'industrie.
L'invention vise en particulier à proposer un tel procédé de traitement qui n'induise qu'une dépense énergétique modérée.
L'invention vise également à atteindre tous ces objectifs à moindre coût, en proposant un procédé de faible coût de revient, réalisé à partir de réactifs chimiques usuels et peu onéreux.
L'invention vise également à proposer un tel procédé de traitement privilégiant la préservation de l'environnement et le développement durable.
L'invention vise de surcroît à proposer un tel procédé qui préserve les habitudes de travail des personnels, soit facile à utiliser, et n'implique pour sa mise en oeuvre que peu de manipulations.
Dans tout le texte, le terme « solide amiante » désigne toute matière solide contenant au moins une quantité d'amiante. Les solides amiantes les plus couramment rencontrés sont en général constitués soit d'amiante pur, soit de déchets amiantes. Le terme « déchet amiante » désigne les déchets solides principalement formés de fibres d'amiante et de ciment (ou d'autre liant hydraulique). Il s'agit, en particulier, des tôles et conduites en amiante-ciment, aussi appelé généralement fibrociment, contenant une proportion massique minoritaire d'amiante pur, souvent comprise entre 10% et 15%, et qui sont inutilisables en l'état. Le terme « déchet amiante » désigne aussi des déchets solides, aussi appelés « flocage d'amiante » formés de fibres d'amiante en mélange, à titre de liant hydraulique, avec du plâtre dans une proportion massique minoritaire, notamment comprise entre 5% et 20%.
L'invention concerne donc un procédé de traitement d'un solide amiante, comprenant au moins une étape de traitement, dit traitement acide à chaud, de l'amiante du solide amiante à pression atmosphérique par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à une température voisine de la température d'ébullition de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique, de façon à obtenir :
- une solution, dite solution non silicique, d'au moins un constituant non silicique de l'amiante dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique et,
- un solide, dit solide silicique, caractérisé en ce qu'on soumet la solution non silicique à un traitement, dit traitement de précipitation, dans lequel on réalise une précipitation sélective des espèces cationiques du fer présentes dans cette solution non silicique. Le traitement d'amiante par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à chaud, à la pression atmosphérique et à une température de l'ordre de la température d'ébullition de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique permet la formation, d'une part, d'une solution aqueuse contenant des composants de nature non silicique de l'amiante et, d'autre part, d'un solide silicique constitué pour l'essentiel par les constituants silicique de l'amiante. Ainsi, le traitement acide à chaud d'amiante par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique permet de conserver les composants siliciques de l'amiante sous une forme solide, notamment sous la forme de silice amorphe poreuse divisée, et d'extraire les composants non siliciques de l'amiante sous forme soluble dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique. Ainsi, le traitement d'amiante avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à chaud permet de décomposer les fibres d'amiante qui sont elles-mêmes toxiques par inhalation, en composants ne présentant pas la toxicité des fibres d'amiante de départ. En particulier, la silice amorphe poreuse divisée obtenue par traitement acide à chaud de l'amiante ne présente pas la toxicité de l'amiante.
En outre les inventeurs ont constaté que, de façon surprenante, la solution aqueuse acide contenant des composants non siliciques de l'amiante, appelée solution non silicique, contient non seulement des espèces cationiques du magnésium, mais qu'elle contient en outre des espèces cationiques du fer issues de l'attaque de l'amiante par l'acide chlorhydrique et de la solubilisation, dans la solution non silicique, des constituants non siliciques résultant de cette attaque. En outre, le traitement acide à chaud selon l'invention permet d'extraire de l'amiante sensiblement la totalité des espèces cationiques du magnésium ainsi que sensiblement la totalité des espèces cationiques du fer qui passent en solution dans la solution non silicique. Les espèces cationiques du magnésium et les espèces cationiques du fer de la solution non silicique acide sont sous la forme de chlorure de magnésium et de chlorure de fer qui sont parfaitement solubles dans la solution non silicique.
En outre et de façon totalement surprenante, les inventeurs ont constaté qu'il est possible d'effectuer un traitement de précipitation sélective des espèces cationiques du fer de la solution non silicique, permettant avantageusement de séparer les espèces cationiques du fer, qui précipitent sous une forme solide dans la solution non silicique, et les espèces cationiques du magnésium qui demeurent en solution dans la solution non silicique.
Ainsi, dans un procédé selon l'invention, on réalise une séparation des composés siliciques, notamment de la silice, des composés du fer et des composés du magnésium contenus dans l'amiante, sans avoir recours à des étapes de broyage, d'attrition, de traitement chimique visant à réduire les composés cationiques du fer en fer métallique et de séparation magnétique du fer métallique formé. Ainsi, un procédé selon l'invention permet de transformer la totalité de l'amiante en une pluralité de matières premières séparées toutes utilisables dans l'industrie, notamment en silice amorphe poreuse divisée, en espèces cationiques du fer et en espèces cationiques du magnésium.
Avantageusement et selon l'invention, on réalise le traitement de précipitation en ajustant le pH de la solution non silicique à une valeur comprise entre pH 5 et pH 7, notamment à une valeur de l'ordre de pH 6. En particulier, l'ajustement du pH de la solution non silicique, à une valeur proche de pH 7, mais toutefois légèrement acide permet de précipiter de façon sélective les espèces cationiques du fer de la solution non silicique sans entraîner significativement la précipitation des espèces cationiques du magnésium qui restent en solution dans la solution non silicique.
Les inventeurs pensent que les espèces cationiques du fer, présentes dans la solution acide sous la forme de chlorures de fer sont spécifiquement transformées en hydroxydes de fer par un mécanisme réactionnel impliquant une substitution ionique des ions chlorures par les ions hydroxydes, ladite substitution ionique des ions chlorures des espèces cationiques du fer par les ions hydroxydes étant spécifiquement assistée par le pH et entraînant la précipitation de la quasi-totalité des espèces cationiques du fer sous la forme d'hydroxydes de fer, sans entraîner la précipitation des espèces cationiques du magnésium.
Avantageusement et selon l'invention, le traitement de précipitation consiste en un ajout, dans la solution non silicique, d'une quantité d'au moins un composé, dit composé basique, susceptible d'augmenter la concentration en ions hydroxydes dans la solution non silicique.
En particulier, on ajoute dans la solution non silicique une quantité d'au moins un composé basique susceptible de produire des ions hydroxydes dans la solution non silicique, sous la forme d'une quantité d'une solution aqueuse dudit composé basique, ou sous la forme d'une quantité d'une suspension dudit composé basique dans l'eau, ou encore sous la forme d'une quantité d'un composé basique sous la forme solide, que l'on ajoute directement dans la solution non silicique. Plus particulièrement, on ajoute dans la solution non silicique une quantité d'au moins un composé basique susceptible de produire des ions hydroxydes dans la solution non silicique adaptée pour que la quasi-totalité des espèces cationiques du fer précipitent, et pour qu'il ne reste pas de composé basique libre dans la solution non silicique. Avantageusement et selon l'invention, on choisit le composé basique dans le groupe formé des oxydes des métaux alcalino-terreux, des hydroxydes des métaux alcalins et des hydroxydes des métaux alcalino-terreux. En effet, les inventeurs ont observé que les oxydes et les hydroxydes des métaux alcalino-terreux et les hydroxydes des métaux alcalins qui sont des composés susceptibles de produire des ions hydroxydes sont notamment adaptés pour réaliser une substitution ionique à une valeur de pH comprise entre pH 5 et pH 7, notamment de l'ordre de pH 6.
En outre, il est d'un intérêt particulier de choisir le composé basique de façon qu'il soit adapté pour libérer dans la solution non silicique, outre des ions hydroxydes, des cations métalliques appartenant à la composition atomique élémentaire d'au moins un des composants non siliciques de l'amiante. Ainsi, l'addition du (des) composé(s) basique(s) à la solution non silicique n'apporte pas une quantité significative d'un élément atomique nouveau en regard de la composition atomique de l'amiante. Avantageusement et selon l'invention, le composé basique est choisit dans le groupe formé de l'oxyde de magnésium sec et de l'hydroxyde de magnésium. En particulier, l'addition d'une quantité d'oxyde de magnésium sec et/ou d'hydroxyde de magnésium permet la neutralisation d'au moins une partie de la quantité d'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide de l'amiante. Cette neutralisation s'accompagne en outre de la transformation de l'oxyde de magnésium sec et/ou de l'hydroxyde de magnésium ajouté, à titre de composé basique, en chlorure de magnésium. En particulier, l'addition d'une quantité supplémentaire d'oxyde de magnésium sec et/ou d'hydroxyde de magnésium permet la neutralisation de la quantité résiduelle d'acide chlorhydrique non consommé lors de la phase de traitement acide de l'amiante, ainsi que la neutralisation du caractère acide des composés cationiques du fer. La quantité d'oxyde de magnésium sec et/ou d'hydroxyde de magnésium ajoutée est choisie pour que, à l'issue de cette addition supplémentaire, le pH de la solution non silicique soit compris entre pH 5 et pH 7, notamment de l'ordre de pH 6, et que la totalité des espèces cationiques du fer de la solution non silicique précipitent. En outre, il est d'un intérêt particulier de choisir l'oxyde de magnésium sec et/ou de l'hydroxyde de magnésium qui est adapté pour libérer en solution aqueuse acide, outre des ions hydroxydes, des ions magnésium appartenant à la composition atomique élémentaire d'au moins un des composants non siliciques de l'amiante. Ainsi, l'addition de l'oxyde de magnésium sec et/ou de l'hydroxyde de magnésium à la solution non silicique n'apporte pas une quantité significative d'un élément atomique nouveau en regard de la composition atomique de l'amiante.
La conversion de l'oxyde de magnésium sec (MgO) et/ou de l'hydroxyde de magnésium (Mg(OH)2) hydraté en chlorure de magnésium dans la solution non silicique à un pH compris entre pH 5 et pH 7, notamment de l'ordre de pH 6, permet la conversion sélective des espèces cationiques du fer sous forme de chlorure de fer, qui sont dissous dans la solution non silicique, en espèces cationiques du fer, sous forme d'hydroxydes, qui sont des espèces insolubles dans cette solution et qui forment un précipité. Ainsi, corrélativement à la transformation des espèces cationiques du fer initialement sous forme de chlorure de fer dans la solution non silicique en espèces cationiques du fer sous forme d'hydroxyde de fer qui précipitent, on convertit l'oxyde de magnésium sec et/ou l'hydroxyde de magnésium en une espèce chimique, notamment en chlorure de magnésium, qui est elle-même soluble dans la solution non silicique, et qui est d'ailleurs déjà présente dans la solution non silicique avant l'étape de précipitation. Ainsi le traitement de la solution non silicique par l'oxyde de magnésium sec et/ou l'hydroxyde de magnésium, conduisant à la précipitation de la quasi-totalité des espèces cationiques du fer, ne conduit pas à l'apparition dans la solution non silicique de composés nouveaux autres que les espèces cationiques du fer qui précipitent. Ainsi le traitement par l'oxyde de magnésium sec et/ou l'hydroxyde de magnésium n'affecte pas la pureté des espèces cationiques du fer et des espèces cationiques du magnésium présentes dans la solution non silicique.
En outre, le traitement par l'oxyde de magnésium sec et/ou l'hydroxyde de magnésium, adapté pour ajuster le pH de la solution non silicique à une valeur comprise entre pH 5 et pH 7, notamment à une valeur de l'ordre de pH 6 permet en outre de transformer la totalité de l'oxyde de magnésium sec et/ou de l'hydroxyde de magnésium en chlorure de magnésium, sans laisser, dans la solution non silicique, d'hydroxyde de magnésium résiduel susceptible d'altérer la pureté chimique du chlorure de magnésium. Avantageusement et selon l'invention, lors du traitement acide à chaud, on prépare une suspension du solide amiante dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique et on chauffe la suspension du solide amiante dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique à une température comprise entre 700C et 1100C, notamment de l'ordre de 95°C. Avantageusement et selon l'invention, on chauffe ladite suspension du solide amiante dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique, notamment à une température adaptée pour provoquer le reflux de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique, de façon à permettre une attaque acide des constituants non siliciques du solide amiante et une dissolution des produits de réaction de cette attaque dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique. Il est à noter que la concentration de l'acide chlorhydrique de la solution aqueuse diminue au cours du traitement acide à chaud par consommation d'une partie dudit acide chlorhydrique lors de l'attaque acide et que la température d'ébullition de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique augmente lors de ladite attaque acide.
Dans un mode de mise en œuvre particulier d'un procédé selon l'invention, on réalise le traitement acide à chaud du solide amiante en utilisant un réacteur comprenant un récipient, par exemple un récipient en verre, permettant la réalisation dudit traitement acide à chaud, à la pression atmosphérique, ce récipient étant adapté pour permettre le chauffage de la suspension du solide amiante dans la solution acide à une température adaptée pour permettre l'ébullition et le reflux de la solution acide. Le réacteur comprend en outre un condenseur adapté pour permettre la condensation de la totalité des vapeurs formées par le chauffage de la suspension du solide amiante dans la solution acide, et un circuit de recyclage de ces vapeurs condensées dans ladite suspension de façon que les vapeurs émise par la solution acide restent confinées à l'intérieur du réacteur. Dans un procédé selon l'invention, lors du traitement acide à chaud, on chauffe la suspension du solide amiante dans la solution acide à une température de l'ordre de la température d'ébullition de la solution acide.
Avantageusement et selon l'invention, lors du traitement acide à chaud, on chauffe la suspension du solide amiante dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique pendant une durée comprise entre 30 min et 300 min, notamment de l'ordre de 150 min.
Avantageusement et selon l'invention, la concentration d'acide chlorhydrique dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique d'un traitement acide à chaud est supérieure à 100 g/L, notamment comprise entre 100 g/L et 150 g/L. Une telle concentration est adaptée pour que la solution reste acide à la fin de l'attaque acide des constituants non siliciques du solide amiante et pour que les constituants non siliciques de la solution non silicique restent en solution.
Avantageusement et selon l'invention, on réalise le traitement acide à chaud à partir d'un solide amiante présentant une granulométrie inférieure à 20 mm, notamment comprise entre 1 mm et 10 mm. On obtient une telle granulométrie par des moyens connus en soi, notamment par broyage du solide amiante. Une telle granulométrie favorise la déstructuration des fibres d'amiante lors de l'attaque acide à chaud du solide amiante en augmentant l'aire de la surface du solide amiante susceptible de subir cette attaque acide. Ainsi, dans un procédé selon l'invention, préalablement au traitement acide à chaud, on prépare un granulat d'amiante par broyage du solide amiante à sec ou, de préférence, en présence d'une quantité d'eau de façon à éviter la production de poussières du solide amiante. On réalise cette fragmentation avec des dispositifs sécurisés de broyage mécanique connus en soi et notamment équipés de filtres adaptés pour retenir les éventuelles poussières d'amiantes toxiques à l'intérieur du dispositif ou encore selon la technique du moulin humide, plus connue sous le vocable « wetmild », c'est-à-dire en milieu humide ne produisant pas de poussière.
Avantageusement et selon l'invention, le traitement acide à chaud est adapté pour que la solution non silicique reste exempte de composé silicique. En particulier, on ajuste les conditions opératoires du traitement acide à chaud, notamment la concentration d'acide chlorhydrique dans la solution acide, la durée et la température du traitement acide à chaud, de façon que la solution non silicique soit exempte de constituant silicique en solution et que le solide silicique obtenu à l'issue du traitement acide à chaud soit exempt d'oxydes de fer, d'oxydes de magnésium et d'espèces cationiques du magnésium et/ou du fer non solubilisés.
En particulier, on ajuste les conditions opératoires de façon à obtenir de la silice amorphe poreuse divisée de grande qualité, de grande pureté et qui soit industriellement valorisable, et de façon à obtenir une solution non silicique qui soit exempte de silice. Avantageusement et selon l'invention, préalablement au traitement de précipitation, on réalise une séparation solide/liquide du solide silicique et de la solution non silicique. On sépare le solide silicique contenant la totalité des constituants siliciques du solide amiante et la solution non silicique contenant la totalité des constituants non siliciques du solide amiante. On peut réaliser cette séparation solide/liquide en utilisant tout dispositif connu en soi.
A titre d'exemple, dans un premier mode particulier de réalisation de l'invention, on sépare le solide silicique et la solution non silicique par filtration avec un filtre adapté pour retenir le solide silicique et pour laisser s'écouler la solution non silicique. On obtient sur le filtre un résidu de filtration contenant les constituants siliciques de l'amiante. Pour éliminer les traces résiduelles d'acide provenant de la solution acide, on lave le solide silicique obtenu par filtration avec une quantité d'eau, ladite quantité d'eau étant adaptée pour que la valeur du pH de la solution de lavage à la sortie du filtre poreux soit sensiblement de l'ordre de la valeur du pH de l'eau utilisée pour le lavage.
Dans un autre mode particulier de réalisation de l'invention, on sépare le solide silicique et la solution non silicique par filtration sous pression réduite, avec un dispositif de filtration comprenant un filtre adapté pour retenir le solide silicique et un réceptacle, sous pression réduite, dans lequel la solution non silicique s'écoulant par le dispositif de filtration est aspirée. On obtient un résidu de filtration égoutté sur le filtre poreux contenant les constituants siliciques de l'amiante. Pour éliminer les traces résiduelles d'acide dans le solide silicique, on lave le solide silicique, avec une quantité d'eau adaptée pour que la valeur du pH de la solution s'écoulant du dispositif de filtration soit sensiblement de l'ordre de la valeur du pH de l'eau utilisée pour le lavage.
Avantageusement et selon l'invention, préalablement au traitement de précipitation, on extrait de la solution non silicique au moins une partie de l'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide à chaud. En particulier, préalablement au traitement de précipitation, on réalise une extraction par évaporation/condensation sous pression réduite, d'une quantité d'acide chlorhydrique non consommé restant dans la solution non silicique. Dans ce mode particulier de réalisation de l'invention, l'acide chlorhydrique extrait par cette évaporation/condensation qui n'est pas un déchet, est une matière première susceptible d'être réutilisée lors de traitements ultérieurs. En outre, l'acide chlorhydrique est extrait lors de cette étape d' évaporation/condensation sous la forme d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique contenant une quantité d'acide chlorhydrique.
Avantageusement et selon l'invention, on utilise l'acide chlorhydrique non consommé, extrait de la solution non silicique, dans la solution acide d'un traitement acide à chaud ultérieur. Avantageusement, l'acide chlorhydrique résiduel est recyclé dans la solution acide d'un traitement acide à chaud d'un procédé selon l'invention. En particulier, l'acide chlorhydrique résiduel est recyclé dans une solution acide pour le traitement acide à chaud ultérieur d'un solide silicique destiné à accroître la pureté dudit solide silicique obtenu lors d'un traitement acide préalable.
Avantageusement et selon l'invention, après l'étape de précipitation, on réalise une séparation solide/liquide d'un précipité formé des espèces cationiques du fer et d'une solution résiduelle, dite solution magnésienne, contenant une quantité d'au moins une espèce ionique du magnésium. En particulier, on réalise l'étape de séparation solide/liquide des espèces cationiques du fer précipitées et de la solution magnésienne par filtration des espèces cationiques du fer au moyen d'un dispositif de filtration, notamment un dispositif de filtration à pression atmosphérique ou à pression supérieure à la pression atmosphérique, ou sous pression réduite, ou encore par sédimentation accélérée des espèces cationiques du fer, notamment par centrifugation, et prélèvement de la solution magnésienne.
Avantageusement et selon l'invention, on extrait l'eau de la solution magnésienne de façon à former une composition de sels de magnésium cristallisés. On réalise cette extraction de l'eau de la solution magnésienne par des moyens connus en soi, notamment par évaporation de l'eau par chauffage, par distillation de l'eau, en particulier par distillation sous pression réduite.
Avantageusement et selon l'invention, après la séparation solide/liquide du précipité formé des espèces cationiques du fer et de la solution magnésienne, pour réaliser une solubilisation des espèces cationiques du fer, on ajoute au précipité formé des espèces cationiques du fer, une quantité d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de façon à former une solution aqueuse des espèces cationiques du fer. En particulier, une telle solution aqueuse des espèces cationiques du fer dans laquelle les espèces cationiques du fer sont sous la forme de chlorure de fer ferrique est adaptée pour une utilisation ultérieure, notamment comme floculant dans un procédé de traitement visant à l'assainissement des eaux.
Un procédé selon l'invention permet de séparer et de recycler non seulement la totalité des constituants chimiques de l'amiante, notamment la silice, les espèces cationiques du magnésium et les espèces cationiques du fer, mais aussi les réactifs utilisés mais non consommés, notamment l'acide chlorhydrique en excès et l'oxyde de magnésium qui est transformé en chlorure de magnésium. En particulier, un procédé selon l'invention permet de recycler les constituants chimiques de l'amiante en réactifs de grande pureté directement utilisables comme matières premières dans l'industrie. Il est à noter que les matières premières issues de la décomposition de l'amiante ne sont plus des déchets présentant la toxicité de l'amiante et qu'ils peuvent être réglementairement transportés sur leur site d'utilisation.
Avantageusement et selon l'invention, le solide amiante est de l'amiante pur auquel on applique ledit traitement acide à chaud. Un procédé selon l'invention peut ainsi être appliqué à un solide amiante formé d'amiante pur, par exemple à des déchets solides choisis dans le groupe formé des déchets d'amiante issus de l'extraction minière et des déchets d'amiante issus de l'industrie automobile, par exemple sous la forme de garnitures de freins d'automobiles ou de toute autre pièce en amiante, des déchets issus de l'industrie de la construction, par exemple sous la forme d'isolants thermiques.
Dans cette première application d'un procédé selon l'invention, on réalise directement le traitement de l'amiante pur avec une solution d'acide chlorhydrique à chaud, puis on sépare par filtration le solide silicique de la solution non silicique. On réalise ensuite un traitement de précipitation sélective des espèces cationiques du fer de la solution non silicique de façon à séparer lesdites espèces cationiques du fer qui précipitent des espèces cationiques du magnésium qui restent en solution.
A noter que dans cette première application d'un procédé selon l'invention, on sépare un solide silicique contenant de la silice amorphe poreuse divisée présentant un taux de pureté élevé, les espèces cationiques du fer, et les espèces cationiques du magnésium, et on recycle l'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide.
Un procédé selon l'invention peut être appliqué à un solide amiante, tel qu'un déchet amiante, contenant des fibres d'amiante. Le procédé selon l'invention comprend alors un traitement préalable de séparation de l'amiante dudit solide amiante avant le traitement acide à chaud.
Ainsi, avantageusement et selon l'invention, le solide amiante étant un déchet amiante contenant une proportion massique d'amiante comprise entre 10% et 15%, préalablement au traitement acide à chaud, on réalise une séparation de l'amiante dudit déchet amiante. Avantageusement, ce traitement de séparation est adapté pour permettre la décomposition du déchet amiante, d'une part, en amiante et, d'autre part en produits totalement exempts d'amiante.
Il est possible de réaliser ce traitement de séparation de l'amiante dudit déchet amiante par une solution d'acide chlorhydrique à température ambiante, et à pression atmosphérique, apte à réaliser spécifiquement une attaque acide d'au moins une partie des constituants non amiantes du déchet amiante et entraînant une dissolution d'au moins une partie de ces composés non amiantes du déchet amiante.
Avantageusement et selon l'invention, pour la séparation de l'amiante du déchet amiante, on réalise au moins un traitement, dit traitement acide à froid, dans lequel on plonge le déchet amiante dans une solution aqueuse contenant de l'acide chlorhydrique à une concentration supérieure à 200 g/L, notamment de l'ordre de 250 g/L, à température ambiante et à pression atmosphérique, et on incube le mélange sous agitation pendant une durée supérieure à 1 h, notamment comprise entre 2 h et 3 h. En particulier, on ajuste la durée du traitement acide à froid de façon que la totalité du déchet amiante, notamment les fragments les plus gros dudit déchet amiante, soient transformés en une suspension pâteuse sensiblement homogène.
Ainsi, dans cette seconde application d'un procédé selon l'invention, on traite d'abord le déchet amiante, notamment des tôles et conduites en fibrociment, contenant une proportion massique de 10% à 15% d'amiante pur, par une solution d'acide chlorhydrique à froid, puis on sépare la solution ainsi obtenue contenant les produits de l'attaque acide des constituants du ciment et un solide contenant l'amiante et la silice constitutive du ciment, et on dissocie ultérieurement, par un traitement acide à chaud de l'amiante solide et de la silice constitutive du ciment, la silice et les composés non siliciques de l'amiante solide.
Ainsi, dans cette seconde application d'un procédé selon l'invention, on réalise d'abord une séparation de l'amiante d'un déchet amiante comprenant un traitement du déchet amiante dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à température ambiante, appelé traitement acide à froid, puis on réalise une décomposition de l'amiante, obtenue lors du traitement acide à froid préalable, par un traitement acide à chaud.
Dans cette seconde application d'un procédé selon l'invention, lors du traitement acide à froid, on réalise une attaque acide sélective d'une partie des composés non amiantes du déchet amiante, apte à entraîner une dissolution d'une partie de ces composés non amiantes, et on préserve de cette attaque acide et de cette dissolution les composants des fibres d'amiante et de la silice naturellement présente dans le ciment qui restent sous forme solide dans le milieu de traitement acide à froid. Il est à noter que le traitement acide à froid du solide amiante attaque peu l'amiante et n'entraîne pas sensiblement la dissolution des composants de l'amiante qui reste solide. En outre, le traitement acide à froid du solide amiante n'attaque pas la silice contenue dans le ciment qui reste solide avec l'amiante. En revanche, le traitement acide à chaud ultérieur de l'amiante en mélange avec la silice du ciment conduit à une attaque acide et à la dissolution des composés non siliciques de l'amiante dans la solution non silicique en préservant la silice qui reste sous forme d'un solide silicique. Ainsi, on extrait successivement, par attaque acide et solubilisation, les composants non amiantes du solide amiante lors d'un traitement acide à froid, puis on extrait les composants non siliciques de l'amiante en mélange avec la silice du ciment lors d'un traitement acide à chaud, et on sépare les espèces cationiques du fer et les espèces cationiques du magnésium de la solution non silicique en précipitant sélectivement les espèces cationiques du fer par augmentation de la concentration en ions hydroxydes dans la solution non silicique.
Avantageusement, on traite le déchet amiante de façon à en extraire les constituants non amiantes et à produire un solide contenant de l'amiante en mélange avec de la silice naturellement présente dans l'argile du ciment, que l'on soumet, ultérieurement, à un traitement acide à chaud d'attaque et de décomposition des fibres d'amiante, adapté pour former de la silice et au moins un composé choisi dans le groupe formé des espèces cationiques du fer et des espèces cationiques du magnésium.
En outre, le traitement de séparation de l'amiante d'un déchet amiante permet de réduire d'environ 75% la masse du déchet nécessitant un traitement acide à chaud de détoxification des fibres d'amiante par l'acide chlorhydrique. En particulier, la fraction du déchet amiante ne contenant pas d'amiante ne nécessite pas de traitement acide à chaud de détoxification des fibres d'amiantes. A l'issue du traitement de séparation, de préférence, on extrait l'acide chlorhydrique non consommé et on recycle cette quantité d'acide chlorhydrique dans une solution aqueuse lors d'une étape ultérieure de traitement acide à chaud ou de traitement acide à froid.
L'invention concerne également un procédé caractérisé en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci- après.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de ses exemples de mise en œuvre donnés à titre non limitatif, et qui se réfèrent aux figures 1 et 2 annexées qui représentent des modes de réalisation préférentiels de l'invention, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs.
- la figure 1 est un schéma synoptique illustrant une première variante d'une première application d'un procédé de traitement d'un solide amiante formé d'amiante pur selon l'invention, - la figure 2 est un schéma synoptique illustrant une variante d'une seconde application d'un procédé de traitement d'un solide amiante formé d'un déchet amiante selon l'invention,
Dans une première variante, représentée en figure 1, d'une première application d'un procédé selon l'invention, on transforme par fragmentation 2 un solide amiante 1 constitué d'amiante pur, notamment des plaques ou des cordons ou de la laine isolants pour former un granulat 3 d'amiante dont la granulométrie moyenne est inférieure à 20 mm, notamment comprise entre 1 mm et 10 mm. On réalise cette fragmentation 2 du solide amiante 1 par broyage à sec ou, de préférence, en présence d'eau en utilisant des dispositifs mécaniques de broyage connus en soi. Pour le traitement d'un solide amiante à l'échelle expérimentale, on met en contact le granulat 3 d'amiante avec une solution aqueuse 5 d'acide chlorhydrique dans un récipient, notamment un récipient en verre, adapté pour permettre le traitement acide à chaud 4, et dans lequel le granulat 3 d'amiante et la solution acide sont mélangés par agitation mécanique ou par agitation magnétique. On chauffe à une température voisine de la température d'ébullition de ladite solution aqueuse 5 d'acide chlorhydrique et on maintient le traitement acide 4 par chauffage à reflux de la suspension du granulat d'amiante dans la solution aqueuse d'acide chlorhydrique pendant une durée adaptée pour former une suspension amiantée 6 d'un solide silicique 9 dans une solution non silicique 8. A l'échelle industrielle, on réalise, de préférence, le traitement acide à chaud 4 dans un dispositif mélangeur, aussi appelé malaxeur, adapté pour chauffer la suspension du granulat d'amiante 3 dans la solution acide en évitant de rejeter les vapeurs d'acide dans l'atmosphère. A l'issue du traitement acide à chaud 4, on obtient une suspension 6 de silice formant un solide dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique contenant les composants non siliciques du solide amiante. On réalise une séparation 7 solide/liquide du solide silicique 9 et de la solution non silicique 8 par filtration sur un filtre inerte adapté pour que la solution non silicique 8 s'écoule du filtre et que la silice constitutive du solide silicique 9 soit totalement retenue sur le filtre.
Dans cette première variante, représentée en figure 1, d'une première application d'un procédé selon l'invention, on extrait de la solution non silicique 8, exempte de silice 9, par évaporation/condensation 10 sous pression réduite tout ou partie de l'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide à chaud 4 et restant dans la solution non silicique 8. Pour réaliser cette évaporation/condensation 10, on utilise un dispositif de distillation hermétiquement clos aux vapeurs comprenant un récipient muni d'un système de chauffage adapté pour élever la température de la solution non silicique 8 dans ledit récipient et pour permettre l'évaporation de la quasi-totalité de l'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide à chaud 4 ainsi que de l'eau, un condenseur adapté pour permettre la condensation des vapeurs de ladite partie d'acide chlorhydrique et de l'eau dans un réceptacle, séparé du récipient de chauffage, dans lequel l'acide chlorhydrique s'écoule, et une trompe à eau raccordée au dispositif hermétiquement clos et adaptée pour établir, à l'intérieur de celui-ci, une pression dont la valeur est comprise entre 100 et 150 hPa. On recycle cette quantité d'acide chlorhydrique non consommé extrait par distillation 10 dans une solution aqueuse 5 d'acide chlorhydrique pour un traitement 4 ultérieur d'un granulat 3 d'amiante ou pour un traitement 20 d'affinage de la pureté chimique d'un solide silicique 9 en silice amorphe poreuse 23 divisée et pure.
En outre, par évaporation/condensation 10 d'une quantité d'acide chlorhydrique d'une solution non silicique 8, on obtient, outre cette quantité d'acide chlorhydrique, une quantité d'un résidu 11 sensiblement dépourvu d'acide chlorhydrique et contenant des constituants non siliciques du solide amiante 1.
On soumet ce résidu 11 non silicique à un traitement de précipitation 13 dans lequel on ajoute au résidu 11, une quantité d'une suspension aqueuse 12 contenant au moins un composé basique susceptible d'augmenter la concentration en ions hydroxydes dans le résidu 11. Au cours du traitement de précipitation 13 par le composé basique 12, l'acide chlorhydrique non extrait de la suspension 11 non silicique lors de la distillation 10 est neutralisé et les espèces cationiques 16 du fer précipitent sous la forme d'hydroxyde de fer, en formant une suspension 14 des espèces cationiques 16 du fer dans une solution 18 des espèces cationiques du magnésium. On réalise cette précipitation 13 à température ambiante et à pression atmosphérique. On réalise une séparation 15 solide/liquide des espèces cationiques 16 du fer précipitées et de la solution 17 des espèces cationiques du magnésium par filtration sur un filtre inerte adapté pour que la solution 17 des espèces cationiques du magnésium s'écoule du filtre et que le solide constitué des espèces cationiques 16 du fer soit retenu sur le filtre. On collecte les hydroxydes de fer 16 précipités sur le filtre.
Dans cette première variante, représentée en figure 1, d'une première application d'un procédé selon l'invention, on lave les hydroxydes de fer 16 précipités sur le filtre avec une quantité d'eau et on réalise une attaque acide des hydroxydes de fer 16 précipités avec une quantité d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique adaptée pour réaliser une solubilisation 30 des hydroxydes de fer 16 précipités et pour former une solution aqueuse 31 de chlorure de fer.
D'autre part, on élimine l'eau de la solution 17 par évaporation 18 à chaud et sous pression réduite. A l'issue de cette évaporation 18, les espèces cationiques du magnésium de la solution 17 forment un précipité 19 de chlorure de magnésium MgCl2 hydraté ou anhydre, selon les conditions de température et de durée de séchage.
Par ailleurs, on soumet le solide silicique 9 à au moins une étape de traitement acide à chaud 20 du solide silicique, dit traitement de raffinage, avec une quantité d'une solution aqueuse 5 d'acide chlorhydrique, adapté pour réaliser une extraction 20 complémentaire des espèces cationiques du magnésium résiduelles du solide silicique 9 dans une suspension silicique 21 d'affinage. Ainsi on réalise un traitement 20 du solide silicique 9 à reflux de la solution d'acide chlorhydrique 5. On fractionne la suspension silicique 21 d' affinage obtenue au moyen d'un traitement de séparation solide/liquide 22 adapté pour séparer une quantité de silice amorphe poreuse 23 d'une solution de raffinage 24 contenant de l'acide chlorhydrique non consommé en solution dans l'eau et des espèces cationiques du magnésium en faible quantité. Par distillation 25 sous pression réduite par une trompe à eau de la solution de raffinage 24, on obtient un distillât contenant une quantité d'acide chlorhydrique, séparé d'un résidu de distillation contenant les espèces cationiques du magnésium 19, notamment le chlorure de magnésium MgCl2 hydraté ou anhydre en fonction des conditions de séchage.
Dans une deuxième variante, représentée en figure 2, d'une seconde application d'un procédé selon l'invention, on réalise un traitement de détoxification d'un solide amiante dans lequel le solide amiante est un déchet 5 amiante 40 constitué d'amiante-ciment ou fibrociment. Ainsi, on réalise un traitement 41 de séparation d'une part des fibres amiantées et d'autre part des constituants non amiantes du déchet amiante 40, préalablement à la détoxification des fibres d'amiante lors d'un traitement acide à chaud. Pour cette séparation 41 des fibres d'amiante et des constituants non amiantes, on réalise d'abord une étape
10 32 d'humidification et de fragmentation du déchet amiante 40 en un granulat 33. On réalise cette fragmentation par des moyens connus en soi, notamment par broyage en présence d'eau. Le granulat 33 d'amiante-ciment humide et fragmenté ainsi obtenu est mis en contact, sous agitation, à pression atmosphérique, à température ambiante, avec une solution aqueuse 35 d'acide chlorhydrique à une
15 concentration sensiblement de l'ordre de 250 g/L, pendant 150 min pour un traitement acide à froid 34 d'attaque acide et de dissolution chimique des composants non amiantes et des composants non silicique du déchet amiante 40. Par attaque acide et dissolution des espèces chimiques non siliciques constitutives du ciment, on obtient une suspension 36 d'un granulat 3, formé d'une part de 0 fibres d'amiante exemptes de composés non amiante du déchet amiante, et d'autre part de silice habituellement présente dans l'argile constitutive du ciment, dans une solution aqueuse acide 38 contenant les constituants non amiantes et les constituants non siliciques du déchet amiante 40. On réalise une étape 37 de séparation solide/liquide, notamment par filtration, du granulat 3 formé de fibres 5 d'amiante pour le soumettre, ultérieurement, à un traitement acide à chaud 4 de décomposition en silice et en espèces cationiques du magnésium et en espèces cationiques du fer. On réalise cette étape 37 de séparation solide/liquide par filtration en utilisant des moyens de filtration connus en soi, sous pression atmosphérique, ou sous pression supérieure à la pression atmosphérique, ou sous
30 pression réduite. A l'issue de l'étape 37 de séparation solide/liquide, on obtient, outre de l'amiante solide accompagné de la silice provenant du ciment, sous forme d'un granulat 3, une solution aqueuse 38 des constituants non amiantes du déchet amiante 40 contenant une quantité d'acide chlorhydrique non consommé au cours du traitement 34 d'attaque acide à froid. On extrait, par distillation 39 de la solution 38, une quantité d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique. On réalise la distillation 39 sous pression réduite, notamment à une pression comprise entre 100 hPa et 15O hPa au moyen d'une trompe à eau ou d'un autre dispositif susceptible de générer cette gamme de pression.
Ainsi, dans un procédé selon l'invention, on recycle la quantité d'acide chlorhydrique non consommé extrait par distillation 39 dans une solution aqueuse 35 d'acide chlorhydrique pour un traitement acide à froid 34 ultérieur d'une étape 41 de séparation de l'amiante 3 d'un déchet amiante 40.
Dans une deuxième variante, représentée en figure 2, d'une deuxième application d'un procédé selon l'invention, on produit par distillation 39 de la solution 38 une solution 42 résiduelle de la distillation 39 contenant les espèces cationiques constitutives du ciment, notamment du calcium, de l'aluminium et du fer sous forme de chlorures. On soumet cette solution 42 résiduelle à un traitement de précipitation 43 des espèces cationiques du fer et de l'aluminium en ajoutant une quantité d'une solution aqueuse 44 contenant au moins un composé basique susceptible d'augmenter la concentration en ions hydroxydes dans la solution 42 résiduelle. On réalise cette précipitation 43 des espèces cationiques du fer et des espèces cationiques de l'aluminium à température ambiante et à pression atmosphérique. On obtient une suspension 45 des espèces cationiques précipitées du fer et des espèces cationiques précipitées de l'aluminium dans une solution aqueuse contenant les espèces cationiques du calcium. On réalise une séparation 46 par filtration de la suspension 45 en un solide 47 contenant les espèces cationiques précipitées du fer et les espèces cationiques précipitées de l'aluminium sous la forme d'hydroxydes et en une solution aqueuse 50 de chlorure de calcium. On réalise cette séparation 46 par filtration par un moyen de filtration connu en soi, adapté pour permettre une filtration à pression atmosphérique, ou à une pression inférieure à la pression atmosphérique, ou à une pression supérieure à la pression atmosphérique. On élimine par évaporation 51 à chaud l'eau de la solution aqueuse 50 de chlorure de calcium et on obtient un résidu solide 52, sensiblement sec, formé de chlorure de calcium. On réalise un traitement 48 de solubilisation du solide 47 contenant en mélange les espèces cationiques précipitées du fer et les espèces cationiques précipitées de l'aluminium avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique en une solution 49 des espèces cationiques du fer et des espèces cationiques de l'aluminium, sous la forme de chlorures, notamment sous la forme de FeCl3 et de AlCl3.
Dans une troisième variante non représentée d'une première application d'un procédé selon l'invention, on lave le solide silicique 9 retenu sur le filtre poreux avec une quantité d'eau qui s'écoule dans la solution non silicique 8. Ainsi on élimine du solide silicique sensiblement la totalité de l'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide à chaud 4 et on récupère cet acide chlorhydrique non consommé dans la solution non silicique 8. On obtient ainsi un solide silicique 9, constitué de silice amorphe poreuse divisée, sensiblement exempt de trace d'acide chlorhydrique et de constituant non silicique du solide amiante.
Dans une quatrième variante, non représentée, d'une première application d'un procédé selon l'invention, on réalise directement l'étape de précipitation 13 des espèces cationiques du fer de la solution non silicique 8, sans réaliser d'extraction 10 par distillation de l'acide chlorhydrique. Ainsi, on adapte la quantité de composé basique 12 susceptible d'augmenter la concentration en ions hydroxydes dans la solution 8 non silicique de façon que cette quantité soit suffisante pour neutraliser l'acide chlorhydrique non consommé dans la solution non silicique 8 et pour réaliser la précipitation des espèces cationiques 16 du fer. Ainsi, on ne recycle pas la quantité d'acide chlorhydrique non consommé dans la solution non silicique 8 sous la forme d'une solution aqueuse 5 d'acide chlorhydrique, mais on transforme cette quantité d'acide chlorhydrique non consommé en chlorure de magnésium et en eau par addition d'une quantité d'un oxyde de magnésium 12 lors de la précipitation 13.
Dans une cinquième variante, non représentée, d'une première application d'un procédé selon l'invention, on recycle directement la solution de raffinage 24, contenant une très faible quantité des espèces cationiques du fer et du magnésium dans une solution d'acide chlorhydrique 5.
Dans une sixième variante, non représentée, d'une deuxième application d'un procédé selon l'invention, on réalise une séparation des espèces cationiques du fer et des espèces cationiques de l'aluminium au moyen d'un procédé connu en soi adapté pour solubiliser spécifiquement les espèces cationiques de l'aluminium et pour conserver les espèces cationiques du fer sous forme solide. Par exemple, on utilise la méthode de dissolution spécifique, par la soude caustique, de l'aluminium contenu dans la bauxite, suivie d'une séparation des espèces cationiques de l'aluminium dissoutes et des espèces cationiques du fer non dissoutes et solides.
EXEMPLE 1 - Traitement de plaques isolantes d'amiante On prépare, par fragmentation de plaques isolantes usagées, un granulat d'amiante dont la granulométrie est sensiblement comprise entre 1 et 10 mm. On place 100 g du granulat d'amiante obtenu dans un réacteur dans lequel on ajoute 1 L d'une solution aqueuse contenant de l'acide chlorhydrique à une concentration de 105 g/L. On place la suspension obtenue sous agitation et on chauffe le réacteur à une température apte à provoquer et entretenir le reflux de la solution chlorhydrique aqueuse pendant 150 min à pression atmosphérique.
On filtre le mélange obtenu de façon à séparer un solide silicique retenu sur le filtre et un filtrat liquide acide. On lave le solide silicique retenu sur le filtre avec 0,250 L d'eau. On collecte l'eau de lavage avec le filtrat liquide acide qui contient l'acide chlorhydrique non consommé, l'eau ainsi que les sels de fer et de magnésium sous la forme de chlorures. On extrait du filtrat liquide acide, par distillation sous une pression réduite au moyen d'une trompe à eau, un distillât contenant environ 40 grammes de chlorure d'hydrogène non consommés lors de la phase de solubilisation ainsi que de l'eau. On récupère, en outre, un résidu sirupeux de distillation contenant les sels de fer et de magnésium sous la forme de chlorures.
On ajoute au résidu de distillation, une suspension contenant environ 2 g de magnésie (MgO) dans l'eau de façon à ajuster le pH du résidu de distillation à une valeur d'environ 6 unités de pH. On évalue le pH du résidu sirupeux par des moyens connus en soi et adaptés pour permettre de mesurer le pH d'une solution concentrée, notamment en utilisant un indicateur universel de pH, en particulier un indicateur universel de pH imprégné dans du papier. Les hydroxydes de fer formés par substitution ionique à pH 6 environ précipitent. On filtre, on lave à l'eau, et on sèche le précipité ainsi formé. On pèse 1,4 g de ces composés de fer.
On élimine l'eau du filtrat par évaporation sous pression réduite au moyen d'une trompe à eau. Le sel de magnésium MgCl2, 6H2O ainsi cristallisé, est séché puis pesé. On récupère ainsi 171 g de chlorure de magnésium hydraté.
Par ailleurs, dans le but d'accroître la pureté de la silice contenue dans le solide de filtration, on reprend le solide retenu sur le filtre et lavé à l'eau. On place ce solide dans un réacteur dans lequel on ajoute 1 L d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 105 g/L. On place le mélange obtenu sous agitation et on chauffe le réacteur à une température apte à entretenir le reflux de la solution chlorhydrique aqueuse pendant 150 min.
On filtre le mélange obtenu et on obtient un solide, constitué exclusivement de silice amorphe, retenu sur le filtre et une solution acide éluée du filtre. On lave le solide de silice retenu sur le filtre avec 250 mL d'eau. Après séchage à l'étuve, on pèse 42 g de silice amorphe poreuse divisée. La silice produite est caractérisée par diffraction des rayons X au moyen d'un modèle de diffractomètre XRD 3000TT de marque SEIFERT et présente un caractère de silice amorphe. La surface spécifique de la silice produite est mesurée par la méthode BET à 5 points au moyen d'un porosimètre ASAP2010 de marque MICROMETRICS. On mesure que la surface spécifique de la silice produite est de 186 m2/g de silice.
L'eau de lavage est collectée avec la solution acide qui contient l'acide chlorhydrique non consommé, l'eau ainsi que des sels de magnésium sous la forme de chlorures. On obtient, par évaporation de la solution acide sous une pression réduite au moyen d'une trompe à eau et condensation 104 g de chlorure d'hydrogène non consommé, ainsi que 0,6 g de MgCl2, 6H2O qui cristallise.
Le traitement de 100 g de plaques isolantes d'amiante avec
5 210 g d'acide chlorhydrique dans l'eau conduit à la production de 171,6 g de chlorure de magnésium, 1 ,4 g d'hydroxyde de fer et 42 g de silice amorphe poreuse. En outre, 66 g d'acide chlorhydrique ont été consommés et 144 g d'acide chlorhydrique ont été recyclés à l'issue de ce traitement de plaques isolantes.
EXEMPLE 2 - Traitement de cordons isolants d'amiante0 On prépare par fragmentation des cordons isolants usagés, un granulat d'amiante dont la granulométrie est sensiblement de l'ordre de 1 et 10 mm. On place 100 g de ce granulat dans un réacteur dans lequel on ajoute 1 L d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à une concentration de 128 g/L. On place la suspension obtenue sous agitation et on chauffe le réacteur à une5 température apte à entretenir le reflux de la solution chlorhydrique aqueuse pendant 150 min à pression atmosphérique.
On filtre le mélange obtenu de façon à séparer un solide silicique retenu sur le filtre et un filtrat liquide acide. On lave le solide silicique retenu sur le filtre avec 0,250 L d'eau. On collecte l'eau de lavage avec le filtrat0 liquide acide qui contient l'acide chlorhydrique non consommé, l'eau ainsi que les sels de fer et de magnésium sous la forme de chlorures. On extrait du filtrat liquide acide, par distillation sous une pression réduite au moyen d'une trompe à eau, un distillât contenant environ 62 grammes de chlorure d'hydrogène non consommés lors de la phase de solubilisation et de l'eau. On récupère, en outre, un résidu de5 distillation contenant les sels de fer et de magnésium sous la forme de chlorures.
On ajoute au résidu de distillation, une suspension contenant environ 2 g de magnésie dans l'eau de façon à ajuster le pH du résidu de distillation à une valeur d'environ 6 unités de pH. Les hydroxydes de fer formés par substitution ionique à pH 6 environ précipitent. On filtre, on lave à l'eau, et on0 sèche le précipité ainsi formé. On pèse 1,7 g de ces composés de fer.
On élimine l'eau du filtrat par évaporation sous pression réduite au moyen d'une trompe à eau. Le sel de magnésium MgCl2, 6H2O qui cristallise, est séché puis pesé. On récupère ainsi 172 g de chlorure de magnésium hydraté.
Par ailleurs, dans le but d'accroître la pureté de la silice contenue dans le solide de filtration, on reprend le solide retenu sur le filtre et lavé à l'eau. On place ce solide dans un réacteur dans lequel on ajoute 1 L d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à une concentration de 128 g/L. On place le mélange obtenu sous agitation et on chauffe le réacteur à une température apte à entretenir le reflux de la solution chlorhydrique aqueuse pendant 150 min. On filtre le mélange obtenu et on obtient un solide, constitué exclusivement de silice amorphe, retenu sur le filtre et une solution acide éluée du filtre. On lave le solide de silice retenu sur le filtre avec 250 mL d'eau. Après séchage à l'étuve, on pèse 43 g de silice amorphe contenue dans le solide silicique. La silice produite est caractérisée par diffraction des rayons X au moyen d'un modèle de diffractomètre XRD 3000TT de marque SEIFERT et présente un caractère de silice amorphe. La surface spécifique de la silice produite mesurée comme précédemment est de 186 m /g.
L'eau de lavage est collectée avec la solution acide qui contient l'acide chlorhydrique non consommé, l'eau ainsi que les sels de magnésium sous la forme de chlorures. On obtient par évaporation de la solution acide sous une pression réduite puis condensation 127 g de chlorure d'hydrogène non consommé, ainsi que 0,3 g de MgCl2, 6H2O qui cristallise.
Le traitement de 100 g de cordons isolants d'amiante avec 256 g d'acide chlorhydrique dans l'eau conduit à la production de 172,3 g de chlorure de magnésium, 1,7 g d'hydroxyde de fer et 43 g de silice amorphe poreuse. En outre, 67 g d'acide chlorhydrique ont été consommés, et 189 g d'acide chlorhydrique ont été recyclés à l'issue de ce traitement de cordons isolants.
EXEMPLE 3 - Traitement de déchets d'amiante-ciment 100 g de fibrociment provenant de tôles et de conduites sont humidifiés à l'eau, fragmentés en granulat de fibrociment dont la granulométrie moyenne est comprise entre 1 mm et 10 mm, puis placés dans un réacteur agité dans lequel on ajoute 200 mL d'eau puis 300 mL d'une solution commerciale d'acide chlorhydrique à 37%. La concentration initiale d'acide chlorhydrique dans la solution aqueuse est de 25% environ. On maintient l'agitation pendant 150 min à température ambiante et sous pression atmosphérique.
On filtre le mélange ainsi obtenu de façon à séparer un solide contenant de l'amiante et de la silice provenant du ciment d'une solution d'acide chlorhydrique non consommé et contenant les espèces cationiques issues de la décomposition du ciment sous la forme de chlorures. On extrait de la solution acide contenant les produits issus de la décomposition du ciment, par distillation sous pression réduite, un distillât contenant 45 g de chlorure d'hydrogène non consommé en solution aqueuse.
On ajuste le pH de la solution résiduelle de distillation à une valeur de l'ordre de pH 6 par addition de 1,3 g d'hydroxyde de calcium (Ca(OH)2) en suspension dans l'eau. Les hydroxydes de fer et les hydroxydes d'aluminium formés précipitent dans la solution aqueuse de chlorure de calcium (CaCl2). On sépare par filtration le précipité et la solution de chlorure de calcium. Après séchage, on pèse 7 g d'hydroxyde de fer et d'hydroxyde d'aluminium. On évapore, sous pression réduite d'une trompe à eau, l'eau de la solution de chlorure de calcium. On obtient 92 g de chlorure de calcium CaCl2, 2H2O qui cristallisent.
On place le solide contenant l'amiante et la silice provenant de la décomposition du ciment dans un réacteur dans lequel on introduit 200 mL d'eau puis 80 mL d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 37%. La concentration initiale d'acide chlorhydrique dans la suspension est d'environ 107 g/L. On place la suspension obtenue sous agitation à pression atmosphérique et on chauffe le réacteur à une température apte à entretenir le reflux de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique pendant 150 min.
On filtre le mélange obtenu de façon à séparer un solide silicique retenu sur le filtre d'une solution acide contenant les espèces cationiques du magnésium sous forme de chlorure de magnésium (MgCl2) et on lave avec 250 mL d'eau le solide silicique retenu sur le filtre. Le solide silicique sec pèse 23 g.
Par distillation sous pression réduite, on récupère 28 g de chlorure d'hydrogène en solution aqueuse, alors que 2 g de MgCl2, 6H2O cristallisent. Le MgCl2, 6H2O cristallisé contient des traces de fer qu'il est possible d'extraire par un traitement de précipitation au MgO ou Mg(OH)2.
Le traitement de 100 g de fibrociment avec 166 g d'acide chlorhydrique et 1,3 g de Ca(OH)2 produit 2 g de chlorure de magnésium, 7 g d'hydroxyde de fer et d'aluminium que l'on peut séparer selon la méthode appliquée au traitement de la bauxite, 92 g de CaCl2, 2H2O et 23 g de silice amorphe poreuse. En outre, 93 g d'acide chlorhydrique ont été consommés et 73 g d'acide chlorhydrique ont été recyclés à l'issue de ce traitement de fibrociment.
EXEMPLE 4 - Traitement de déchets issus de flocage d'amiante
10O g de flocage d'amiante utilisé anciennement à titre d'isolant thermique sont malaxés avec 100 mL d'eau de façon à former une pâte ne générant pas de poussières. La pâte formée est placée dans un réacteur agité dans lequel on ajoute 1,5 L d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique à 13,1%. On maintient l'agitation pendant 10 min à température ambiante et sous pression atmosphérique. On filtre le mélange ainsi obtenu de façon à séparer un solide contenant de l'amiante d'une solution d'acide chlorhydrique non consommé et contenant les espèces cationiques obtenues par dissolution du plâtre du flocage d'amiante. On évapore par distillation sous pression réduite ladite solution d'acide chlorhydrique contenant la totalité (196 g) de l'acide chlorhydrique initialement introduit et en formant un résidu de distillation. Ce résidu de distillation, majoritairement formé de sulfate de calcium, est lavé avec 80 mL d'eau, séché à l'étuve puis pesé. La masse de sulfate de calcium obtenue est de 12 g. Le sulfate de calcium ainsi obtenu peut être recyclé, en particulier dans du plâtre selon des procédés connus en soi. La solution de lavage du résidu de distillation, contenant des espèces solubles dans l'eau du déchet d'amiante est collectée.
On place le solide contenant l'amiante obtenu par filtration à l'issue du traitement acide à température ambiante dans un réacteur agité en présence de la solution recyclée à l'issue du traitement acide à température ambiante et contenant 196 g d'acide chlorhydrique. On place la suspension obtenue sous agitation à pression atmosphérique et on chauffe le réacteur à une température apte à entretenir le reflux de la solution aqueuse d'acide chlorhydrique pendant 30 min.
On filtre le mélange obtenu de façon à séparer un solide formé de silice amorphe retenu sur le filtre d'une solution acide contenant les espèces cationiques du magnésium sous forme de chlorure de magnésium (MgCl2), les espèces cationiques du fer sous forme de chlorure de fer (FeCl2) et l'acide chlorhydrique non consommé en solution aqueuse. Le solide formé de silice amorphe est lavé avec 250 mL d'eau, séché puis pesé. On obtient une masse de silice de 35 g.
Par distillation sous pression réduite de la solution acide, on récupère 140 g de chlorure d'hydrogène en solution aqueuse et on forme un concentré du fer et du magnésium sous la forme de chlorures dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique résiduel. On ajoute à ce concentré de chlorure de fer et de chlorure de magnésium, la solution de lavage du résidu de distillation, préalablement collectée, puis 3 g de MgO sous la forme d'une suspension aqueuse de façon que le pH de la solution atteigne une valeur de l'ordre de 6 et que les espèces cationiques du fer précipitent sous la forme d'hydroxydes de fer.
Par filtration, séchage du résidu retenu sur le filtre puis pesée on obtient 1 ,2 g d'hydroxyde de fer. On traite par évaporation sous pression réduite la solution obtenue à l'issue de la filtration. 155 g de MgCl2, 6H2O cristallisent avec une pureté de l'ordre de 95%.
Le traitement de 100 g de flocage d'amiante avec 196 g d'acide chlorhydrique en solution dans l'eau fournit 155 g de chlorure de magnésium hydraté, 1,2 g d'hydroxyde de fer, 35 g de silice amorphe et 12 g de sulfate de calcium du liant hydraulique. En outre, 56 g d'acide chlorhydrique ont été consommés et 140 g d'acide chlorhydrique ont été recyclés à l'issue de ce traitement de déchet issu de flocage d'amiante.

Claims

REVENDICATIONS
1/ Procédé de traitement d'un solide amiante (1), comprenant au moins une étape de traitement, dit traitement acide à chaud (4), de l'amiante du solide amiante (1) à pression atmosphérique par une solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique à une température voisine de la température d'ébullition de la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique, de façon à obtenir :
- une solution, dite solution non silicique (8), d'au moins un constituant non silicique de l'amiante dans la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique et, - un solide, dit solide silicique (9), caractérisé en ce qu'on soumet la solution non silicique (8) à un traitement, dit traitement de précipitation (13), dans lequel on réalise une précipitation sélective des espèces cationiques du fer, présentes dans cette solution non silicique (8).
2/ Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise le traitement de précipitation (13) en ajustant le pH de la solution non silicique (8) à une valeur comprise entre pH 5 et pH 7, notamment à une valeur de l'ordre de pH 6.
3/ Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le traitement de précipitation (13) consiste en un ajout, dans la solution non silicique (8), d'une quantité d'au moins un composé, dit composé basique (12), susceptible d'augmenter la concentration en ions hydroxydes dans la solution non silicique (8).
4/ Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on choisit le composé basique (12) dans le groupe formé des oxydes des métaux alcalino-terreux, des hydroxydes des métaux alcalins et des hydroxydes des métaux alcalino-terreux.
5/ Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le composé basique (12) est choisit dans le groupe formé de l'oxyde de magnésium sec et de l'hydroxyde de magnésium. 6/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lors du traitement acide à chaud (4), on prépare une suspension, du solide amiante (1) dans la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique et on chauffe la suspension du solide amiante (1) dans la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique à une température comprise entre 700C et 1100C, notamment de l'ordre de 95°C. 11 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lors du traitement acide à chaud (4), on chauffe la suspension du solide amiante (1) dans la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique pendant une durée comprise entre 30 min et 300 min, notamment de l'ordre de 150 min.
8/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la concentration d'acide chlorhydrique dans la solution aqueuse (5) d'acide chlorhydrique d'un traitement acide à chaud (4) est supérieure à 100 g/L, notamment comprise entre 100 g/L et 150 g/L.
9/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on réalise le traitement acide à chaud (4) à partir d'un solide amiante (1) présentant une granulométrie inférieure à 20 mm, notamment comprise entre 1 mm et 10 mm.
10/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le traitement acide à chaud (4) est adapté pour que la solution non silicique (8) reste exempte de composé silicique. 11/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, préalablement au traitement de précipitation (13), on réalise une séparation solide/liquide (7) du solide silicique (9) et de la solution non silicique (8).
12/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que, préalablement au traitement de précipitation (13), on extrait de la solution non silicique (8) au moins une partie de l'acide chlorhydrique non consommé lors du traitement acide à chaud (4).
13/ Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'on utilise l'acide chlorhydrique non consommé, extrait de la solution non silicique, dans la solution acide (5) d'un traitement acide à chaud (4, 20) ultérieur.
14/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que après l'étape de précipitation (13), on réalise une séparation solide/liquide (15) d'un précipité (16) formé des espèces cationiques du fer et d'une solution résiduelle, dite solution magnésienne (17), contenant une quantité d'au moins une espèce ionique du magnésium. 15/ Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'on extrait l'eau de la solution magnésienne (17) de façon à former une composition (19) de sels de magnésium cristallisés.
16/ Procédé selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que, après la séparation solide/liquide (15) du précipité (16) formé des espèces cationiques du fer et de la solution magnésienne (17), pour réaliser une solubilisation (30) des espèces cationiques du fer, on ajoute au précipité (16) formé des espèces cationiques du fer, une quantité d'une solution aqueuse d'acide chlorhydrique de façon à former une solution aqueuse (31) des espèces cationiques du fer. 17/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le solide amiante (1) est de l'amiante pur auquel on applique ledit traitement acide à chaud (4).
18/ Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le solide amiante (1) étant un déchet amiante contenant une proportion massique d'amiante comprise entre 10% et 15%, préalablement au traitement acide à chaud (4), on réalise une séparation (41) de l'amiante (3) dudit déchet amiante.
19/ Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que pour la séparation (41) de l'amiante (3) du déchet amiante, on réalise au moins un traitement, dit traitement acide à froid (32), dans lequel on plonge le déchet amiante dans une solution aqueuse contenant de l'acide chlorhydrique à une concentration supérieure à 200 g/L, notamment de l'ordre de 250 g/L, à température ambiante et à pression atmosphérique, et on incube le mélange sous agitation pendant une durée supérieure à 1 h, notamment comprise entre 2 h et 3 h.
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