Calcination des Sédiments de Dragage Contaminés - Thèses de l ...
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Introduction générale procédé innovant dans le but de traiter et de valoriser les résidus minéraux contaminés en métaux lourds et en matières organiques tels que les sédiments de dragage. Le procédé a déjà donné des résultats très intéressants à l’échelle pilote. L’effort consenti par la société SOLVAY S.A. porte aujourd’hui à l’industrialisation du procédé NOVOSOL ® . Le premier traitement est chimique : la phosphatation ; il s’agit de stabiliser les métaux lourds par ajout d’acide phosphorique. Le deuxième traitement est thermique, dans le but de dégrader les polluants organiques et en même temps de renforcer la stabilisation des métaux lourds. Cette étape permet aussi de contrôler les propriétés physiques du sédiment en vue de la valorisation. La thèse de Kribi (2005), réalisée dans notre laboratoire en collaboration avec la société SOLVAY S.A. avait porté sur la stabilisation des métaux lourds et l’étude de la distribution des phosphates dans la matrice traitée. L’étude menée dans le cadre de cette thèse CIFRE est focalisée sur le traitement thermique (calcination) des sédiments phosphatés fournis par la société SOLVAY S.A. Il s’agit du sédiment de Vraimont (Belgique) et du sédiment de Dampremy (Belgique). Il faut noter que les deux sédiments ont des compositions différentes en composés organiques et en métaux lourds. Notre objectif est de comprendre le comportement physico-chimique du sédiment pendant la calcination. Il s’agit notamment d’étudier l’évolution des propriétés physiques telles que la surface spécifique, la densité et la granulométrie lors de la calcination. L’évaluation de la mobilité des métaux lourds a été étudiée. La connaissance des ces propriétés étudiées permettra d’adapter l’utilisation des sédiments calcinés dans différentes filières de valorisation, notamment le génie civil. Ce mémoire est divisé en quatre grandes parties : Le premier chapitre est consacré à une synthèse bibliographique des thèmes abordés. La problématique générale des sédiments, le dragage de même que la nature et le comportement de différents contaminants métalliques et organiques sont présentés. Le comportement physico-chimique et thermique des fractions constituant le sédiment lors du traitement est discuté. Le deuxième chapitre est consacré à la caractérisation chimique, physique et thermique du sédiment de dragage phosphaté. Les dispositifs permettant la réalisation de ces caractérisations ainsi que les normes utilisées seront présentés. Le troisième chapitre est consacré à la calcination des sédiments. Le comportement de la phase organique et de la matrice minérale constituant le sédiment 16
Introduction générale est discuté. L’évolution de la phase organique sous l’influence de la température est analysée, ensuite, la répartition des métaux lourds entre le résidu solide et le gaz pendant la calcination est détaillée, suivie d’une étude sur la stabilisation des métaux lourds. Un accent particulier est mis sur l’influence de la température de calcination et du temps de séjour sur la granulométrie, la densité et la surface spécifique. Le quatrième chapitre est consacré à la calcination du sédiment dans un four pilote. Dans cette partie, l’évolution des propriétés physiques en fonction des paramètres de fonctionnement du four pilote est présentée. Ces résultats montrent une variabilité intéressante des caractéristiques du sédiment et ouvrent des perspectives intéressantes pour la valorisation. Une comparaison est également faite avec les résultats obtenus avec l’échelle laboratoire. 17
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Introduction générale<br />
est discuté. L’évolution <strong>de</strong> la phase organique sous l’influence <strong>de</strong> la température est<br />
analysée, ensuite, la répartition <strong><strong>de</strong>s</strong> métaux lourds entre le résidu soli<strong>de</strong> et le gaz pendant<br />
la calcination est détaillée, suivie d’une étu<strong>de</strong> sur la stabilisation <strong><strong>de</strong>s</strong> métaux lourds.<br />
Un accent particulier est mis sur l’influence <strong>de</strong> la température <strong>de</strong> calcination et du temps<br />
<strong>de</strong> séjour sur la granulométrie, la <strong>de</strong>nsité et la surface spécifique.<br />
Le quatrième chapitre est consacré à la calcination du sédiment dans un four<br />
pilote. Dans cette partie, l’évolution <strong><strong>de</strong>s</strong> propriétés physiques en fonction <strong><strong>de</strong>s</strong> paramètres<br />
<strong>de</strong> fonctionnement du four pilote est présentée. Ces résultats montrent une variabilité<br />
intéressante <strong><strong>de</strong>s</strong> caractéristiques du sédiment et ouvrent <strong><strong>de</strong>s</strong> perspectives intéressantes<br />
pour la valorisation. Une comparaison est également faite avec les résultats obtenus avec<br />
l’échelle laboratoire.<br />
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