Les scories d’aluminium sont l’un des sous-produits les plus importants – et souvent mal compris – de l’industrie de l’aluminium. La demande d’aluminium recyclé augmentant, il est nécessaire de mieux comprendre et gérer les résidus générés lors de la fusion et du traitement.
Cet article se penche sur la formation, la classification et la composition des scories d’aluminium, posant ainsi les bases d’une meilleure compréhension de leur valeur et des défis qu’elles supposent.
Comment se forment les scories ?
Lorsque l’aluminium est fondu pour être coulé, allié ou recyclé, il réagit avec l’oxygène de l’air. Cette réaction forme de l’oxyde d’aluminium (Al₂O₃) à la surface du métal en fusion. Les opérations de brassage mécanique, d’écrémage et de fluxage mélangent davantage cette couche d’oxyde avec le métal sous-jacent, formant un sous-produit semi-solide connu sous le nom d’écume.
La formation de scories est un élément inévitable de la production d’aluminium. En moyenne, 1 à 10 % de la charge d’aluminium peut se retrouver sous forme de scories, en fonction de l’efficience du processus et du type de four.
Types de scories d’aluminium
Il existe trois catégories principales de scories, chacune possédant des caractéristiques physiques et chimiques différentes :
1. Scories blanches
Origine : Produites lors de la fusion de l’aluminium primaire et secondaire qui n´utilisent pas de sel.
Composition : Teneur élevée en aluminium métallique (jusqu’à 80 %), mélangées à de l’oxyde d’aluminium et à des impuretés mineures.
Aspect : Argenté, réfléchissant, souvent encore chaud et semi-fondu lorsqu’elles sont écrémées.
2. Scories noires
Origine : Généralement issues du recyclage de l’aluminium secondaire ou de la ferraille sale.
Composition : Faible teneur en aluminium (~10-30%), forte teneur en oxydes et en inclusions non métalliques.
Aspect : Gris foncé ou noir, poudreux ou granuleux.
3. Scories salines (Salt Cake)
Origine : Généré dans les fours rotatifs qui utilisent un mélange de NaCl et de KCl pour prévenir l’oxydation.
Composition : Oxyde d’aluminium, nitrure d’aluminium (AlN), sels (NaCl, KCl), petites quantités d’aluminium métallique.
Problèmes environnementaux : Classées comme produit dangereux dans de nombreuses juridictions en raison des sels lixiviables et des émissions d’ammoniac provenant de l’AlN.
Composition typique des scories
Les valeurs sont approximatives et varient en fonction de la qualité de la ferraille et des paramètres du processus.
Importance
Il est essentiel de comprendre le type et la composition des scories pour :
– Sélectionner la technologie correcte de récupération
– Estimer le rendement en métal
– Garantir le respect de l’environnement
– Réduire les coûts opérationnels dans les fonderies et les usines de recyclage
Dans de nombreux cas, les scories blanches sont retraitées en interne, tandis que les scories noires et salines requièrent un traitement spécialisé en raison de leur faible valeur et des risques qu’elles présentent pour l’environnement.
Du résidu à la ressource
Traditionnellement considérées comme des résidus, les scories d’aluminium sont de plus en plus reconnues comme des ressources récupérables. Avec un traitement approprié, il est possible de :
– Récupérer l’aluminium métallique
– Neutraliser ou réutiliser les résidus de sel
– Réutiliser le contenu en oxyde dans des matériaux de construction ou des céramiques
Ce changement est essentiel pour faire progresser les objectifs de l’économie circulaire dans l’industrie métallurgique.
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