LU88471A1

LU88471A1 - Procédé de traitement de scories de fours d'incinération de déchets ménagers et d'immondices

Info

Publication number: LU88471A1
Application number: LU88471A
Authority: LU
Inventors: Robert Mischo
Original assignee: Coos Felix S A R L
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1995-10-02

Description

PROCEDE DE TRAITEMENT DE SCORIES DE FOÜRS D»INCINERATION DE DECHETS MÉNAGERS ET D'IMMONDICES

La présente invention concerne un procédé de traitement de scories de fours d'incinération de déchets ménagers et d'immondices .

Lors de l'incinération de déchets tels que des ordures ménagères, environ un tiers de la quantité initiale subsiste sous forme de scories de fours d'incinération.

Vu leur composition chimique, leur réactivité et surtout leur quantité très élevée, ces scories présentent un problème d'élimination de plus en grave. Jusqu'à l'heure actuelle, ces déchets ont été déposés sur une décharge. Aucune revalorisation n'a eu lieu, ceci principalement pour des raisons de stabilité dimensionnelle (risque d'expansion) et pour des raisons d'environnement dues à une possibilité de lixiviation des composés solubles dans l'eau. Différents procédés et dispositifs ont été proposés pour résoudre les problèmes rencontrés lors de l'élimination des scories de fours d'incinération de déchets ménagers.

Ainsi la demande de brevet allemand DE-24 58 265 Al décrit un procédé de traitement des scories visant à les utiliser dans la construction des soubassements de routes. Les scories sont refroidies, séchées et mélangées à du ciment de portland ou un autre liant hydraulique pour améliorer leurs propriétés mécaniques.

Dans le procédé décrit dans la demande de brevet européen EP-Ο 241 635 A2, on soumet les scories à un mélange continu et à un tamisage afin d'en éliminer les particules fines en vue d'obtenir un matériau à teneur réduite en produits dangereux et toxiques. Ce matériau pourrait alors être utilisé dans la construction de routes ou bien en tant que gravier pour le service d'hiver des routes et trottoirs.

La demande de brevet PCT W089/11912 propose un procédé et un dispositif d'épuration des scories en éliminant les substances nuisibles et les impuretés. Les scories sont soumises à un lavage par une eau approximativement neutre, les substances dangereuses passent dans la phase aqueuse et les résidus solides débarrassés en grande partie de leurs substances dangereuses peuvent être utilisés dans la construction.

Le procédé et le dispositif de traitement des scories décrits dans la demande de brevet PCT WO89/12609 préconisent de refroidir les scories directement à la sortie du four, sans refroidissement brusque dans un bain aqueux, puis de les séparer en au moins deux fractions, dont une regroupe les particules d'une taille inférieure à 2 mm.

Bien que les scories obtenues par les procédés décrits ci-dessus présentent une teneur en substances nuisibles inférieure à celle des scories non-traitêes, la quantité résiduelle de ces éléments représente toujours un risque potentiel pour l'environnement si ces scories sont utilisées dans la construction à proximité des nappes phréatiques.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé de traitement des scories de fours d'incinération d'immondices et d'ordures ménagères qui permet de minimiser la lixiviation des sels et autres composés nuisibles pour 1'environnement. L'objectif est atteint par un procédé de traitement des scories de fours d'incinération d'immondices et de déchets caractérisé essentiellement en ce que les scories sont soumises à une étape de maturation sous conditions atmosphériques, sont séchées jusqu'à une teneur en humidité résiduelle comprise entre 5% et 20, sont mélangées avec une émulsion de bitume, et en ce que toutes les particules sont enrobées par une fine couche de bitume de sorte à minimiser la lixiviation des sels et autres composés nuisibles pour 1'environnement.

Les scories traitées par ce procédé peuvent être utilisées comme matériau de construction et ne doivent plus être entreposées dans une décharge.

Les propriétés physiques des scories ainsi traitées sont évidemment plus intéressantes que celles des scories non traitées. Les scories enrobées ont des propriétés similaires à des enrobés classiques. Ainsi on peut les compacter facilement. Le gonflement au contact de l'eau est minimisé car l'eau ne peut plus pénétrer à l'intérieur des particules. Les scories obtenues présentent des caractéristiques mécaniques et une stabilité dimensionnelle suffisante pour permettre leur utilisation dans les différentes couches et différents niveaux de la construction routière en particulier et des travaux de remblayage en générale. Compte tenu des propriétés mécaniques des scories ainsi traitées, il sera possible de les utiliser non seulement dans les parties inférieures de route mais aussi dans les couches de liaison, qui ne sont plus en contact avec l'eau en provenance d'une nappe phréatique. Le risque d'une lixiviation accidentelle se voit ainsi diminué de façon notable.

Selon un premier mode de réalisation avantageux, l'enrobage des scories est effectué avec une émulsion de bitume basique. L'avantage de l'utilisation d'une émulsion de bitume basique réside dans le fait que la rupture de l'émulsion peut être contrôlée facilitant ainsi l'enrobage et 1'entreposage.

Si la mise en oeuvre des matériau se fait tout de suite après l'enrobage une émulsion cationique de bitume peut être utilisée au lieu de l'émulsion basique.

Selon un autre mode de réalisation préféré, on utilise une émulsion de bitume de la composition suivante : 45 à 65 % en poids- bitume de pénétration 180-200 (1/10 mm, 25°C, 100 g, 5s), êmulsifiable - 35 à 55% en poids phase aqueuse contenant entre 0,1 et 0,4% de potasse caustique ainsi que des émulsifiants appropriés.

Alternativement, on peut soumettre les scories enrobées à un deuxième enrobage après avoir ajouté des produits tels que des pierres et des sables. Le deuxième enrobage peut se faire directement dans le malaxeur. En fonction des propriétés souhaitées pour le produit final, on choisira la même émulsion pour le deuxième enrobage ou bien une émulsion différente.

Exemple 1

Après la sortie du four et après arrosage à l'eau, les scories sont soumises à un criblage et la fraction contenant des particules supérieures à environ 30 mm est séparée. Elle est soumise à une sélection manuelle et les imbrûlés sont retournés à l'usine d'incinération. Le restant doit être traité séparément.

La fraction des particules d'une taille inférieure à 30 mm est d'abord débarrassée des particules métalliques au moyen p.ex. de bandes ou de rouleaux magnétiques puis entreposée à ciel ouvert. Les scories peuvent ainsi subir une maturation, c.à.d. les imbrûlés peuvent gonfler et les matières organiques peuvent se décomposer. L'eau d'infiltration est récupérée pour être traitée dans une station d'épuration car, en général, cette eau est contaminée.

Après l'étape de maturation, qui peut prendre quelques mois, les scories sont déversées dans une trémie tampon. Il est important de souligner que les scories ne doivent pas être soumises à un séchage avant leur traitement. En effet, elles ont un taux d'humidité naturelle qui est compris entre 5% et 20 %. Une fois dosées, elles sont directement, introduites dans un malaxeur et suite à un prémélange, les liants sont introduits après dosage gravimétrique. On utilise de préférence un malaxeur discontinu à deux axes. Le temps de malaxage est fonction des granulométries de départ des matériaux utilisés. La vidange du malaxeur est accompagnée d'un contrôle visuel pour vérifier l'efficacité de l'enrobage. Les scories enrobées de cette manière peuvent être stockées avant d'être utilisées dans la construction de routes. L'émulsion type bitume utilisée dans ce premier exemple présente les propriétés suivantes : - Bitume émulsifiable de pénétration 180-200 1/10 mm (25°C, 100 g, 5 s) , 55 % en poids - phase aqueuse contenant 0,2% de potasse caustique: 45% en poids et comme émulsifiant des produits comme le talloil ou similaire.

Les caractéristiques du produit obtenu peuvent se résumer ainsi:

La composition de l'eau de lixiviation sur les cylindres DURIEZ après 2 x 24 h d'agitation dans de l'eau ultra-pure sont :

Ainsi on a mesuré des teneurs en Zn inférieures à 0,02 mg/1, en Pb inférieures à 0,4 mg/1, et en cd de moins de 0,02 mg/1.

Les scories ainsi traitées peuvent être utilisées telles quelles dans la construction des routes, ou bien elles peuvent être mélangées à d'autres produits, pierres, sable etc et subir un deuxième enrobage. Le double enrobage augmente ainsi les propriétés mécaniques du produit résultant et diminue de façon notable la lixiviation. Il est important de souligner que l'on peut utiliser la même émulsion pour le deuxième enrobage ou bien une émulsion différente.

Claims

1. Procédé de traitement de scories de fours d'incinération d'immondices et de déchets dans lequel, après sortie du four, les particules métalliques sont séparées des scories qui sont ensuite tamisées, caractérisé en ce que les scories sont soumises à une étape de maturation sous conditions atmosphériques, sont séchées jusqu'à une teneur en humidité résiduelle comprise entre 5% et 20, sont mélangées avec une émulsion de bitume et en ce que toutes les particules sont enrobées par une fine couche d'émulsion de bitume de sorte à minimiser la lixiviation des sels et autres composés nuisibles pour l'environnement.

2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' on utilise une émulsion de bitume basique.

3. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu' on utilise une émulsion cationique de bitume.

4. Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce qu' on utilise une émulsion de bitume de la composition suivante : 45 à 65 % en poids- bitume émulsifiable de pénétration 180-200 (1/10 mm, 25°C, 100 g, 5s), - 35 à 55% en poids phase aqueuse contenant entre 0,1 et 0.4% de potasse caustique ainsi que des émulsifiants appropriés.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu' on mélange les scories enrobées à des produits tels que des pierres, des sables etc et en ce qu'on les enrobe une deuxième fois avec la même émulsion.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce qu' on mélange les scories enrobées à des produits tels que des pierres, des sables etc et en ce qu'on les enrobe une deuxième fois avec une émulsion différente.