Autrefois considérées comme des déchets industriels, les scories d’aluminium sont aujourd’hui de plus en plus considérées comme des ressources récupérables. Mais pour qu’elles prennent de la valeur, en particulier l’aluminium métallique résiduel, elles doivent être correctement traitées.
Cet article présente les principales voies technologiques de traitement des scories d’aluminium, en mettant l´accent sur leurs principes de fonctionnement, leurs avantages et leurs inconvénients, ainsi que leurs domaines d’application.
Objectifs du traitement des scories
Les principaux objectifs du traitement des scories d’aluminium sont les suivants
1. Récupérer l’aluminium métallique (maximiser le rendement)
2. Stabiliser les résidus non métalliques
3. Minimiser l’impact sur l’environnement
4. Optimiser la rentabilité
Différentes technologies sont adaptées aux différents types de socries (blanches, noires ou salines) : le choix dépend des réglementations locales, des coûts énergétiques et des objectifs d’utilisation finale.
Traitement mécanique
Le traitement mécanique est la première approche et la plus élémentaire. Elle est souvent utilisée pour les scories blanches et noires à forte teneur en métal.
Principales étapes :
- Concassage et broyage
- Criblage en fonction de la taille des particules
- Séparation (par gravité, courant de Foucault ou magnétique)
Avantages :
- Faible consommation d’énergie
- Simple et évolutive
- Pas d’apport d´éléments chimiques ou thermiques
Limites :
- Efficace uniquement sur les particules métalliques d´une certaine taille
- Ne permet pas la récupération de l’aluminium lié à des oxydes ou à des sels
- Génère des poussières fines (nécessite un contrôle des poussières)
- Souvent utilisé comme étape de prétraitement associé à des méthodes de récupération avancées.
Traitement thermique (pyrométallurgie)
Le traitement thermique utilise la chaleur pour faire fondre et séparer l’aluminium métallique des composants non métalliques.
Approches courantes :
- Four rotatif basculant : Utilisation de fondants salins (NaCl, KCl) pour protéger l’aluminium de l’oxydation et améliorer la séparation.
- Traitement à l’arc plasma : Procédé à haute température et sans sel pour la réduction sélective.
- Grillage d’oxydation : Brûlage contrôlé pour transformer les résidus réactifs.
Avantages :
- Rendement de récupération élevé (jusqu’à 90 %)
- Efficace sur les scories à particules complexes ou fines
- Le sel protège le métal en fusion et améliore le rendement
Limites :
- Génère des scories salines, un résidu secondaire dangereux
- Consommation d’énergie et coût d’exploitation élevés
- Des contrôles environnementaux stricts sont nécessaires (émissions, captage des fumées)
- Méthode habituellement utilisée pour les scories non salines et les ferrailles sales avec une dispersion fine du métal.
Traitement hydrométallurgique (traitement chimique)
L’hydrométallurgie implique l’utilisation de solutions aqueuses pour extraire l’aluminium ou neutraliser les sels.
Procédés typiques :
- Lixiviation : Utilisation d’acide ou d’alcali pour dissoudre les composés d’aluminium
- Précipitation : Récupération de l’hydroxyde ou de l’oxyde d’aluminium
- Élimination et recyclage du sel
Avantages :
- Permet de récupérer le sel des scories salines (NaCl, KCl)
- Peut neutraliser les composés toxiques (comme le nitrure d’aluminium)
- Produit des sous-produits réutilisables (par exemple, alumine, caustique)
Limites :
- Traitement complexe des eaux usées nécessaire
- Lent et sensible à la variabilité des matières premières
- Récupération plus faible de l’aluminium métallique (principalement pour le traitement des résidus)
- Plus efficace pour les scories salines et la stabilisation de l’environnement, pas pour la récupération des métaux primaires.
Technologies hybrides et émergentes
De nouvelles recherches et solutions commerciales explorent des approches intégrées :
- Combinaisons mécaniques + thermiques + chimiques
- Traitement des scories sèches sans sels
- Systèmes zéro déchet qui valorisent tous les produits (métal, sels, oxydes)
Parmi les techniques émergentes, citons :
- Distillation sous vide des sels
- Séparation électrochimique des composés d’aluminium
- Fusion alcaline des oxydes en précurseurs de ciment
Ces techniques sont encore en cours de développement ou en phase pilote dans de nombreuses régions.
Matrice de sélection des technologies
Considérations clés
- La composition des matériaux détermine la voie de traitement
- Les réglementations locales influencent la faisabilité des méthodes thermiques par rapport aux méthodes chimiques
- Les coûts énergétiques et l’efficacité de la récupération des métaux déterminent la viabilité économique
- Les résidus secondaires doivent être gérés de manière responsable (par exemple, les scories salines, les lixiviats).
Conclusion
Il n’existe pas de méthode unique. Les opérations de traitement des crasses les plus efficaces sont celles qui :
- Comprendre les matériaux utilisés
- Choisir la bonne combinaison de technologies
- Atteindre un équilibre entre rendement économique et respect de l’environnement
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