Étude de la valorisation des boues d’hydroxydes issues des stations d’épuration d’ateliers de traitement de surface

par Pierre-Emmanuel Charpentier

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Patrick Ozil.

Soutenue en 1997

à Grenoble INPG , dans le cadre de Institut national polytechnique. École doctorale (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'électrochimie et de physicochimie des matériaux et des interfaces (Grenoble) (laboratoire) et de Société RVX (Recyclage Valorisation eXpertise) (entreprise) .

Le président du jury était Jean-Claude Catonné.

Le jury était composé de Marc Aurousseau, Laurent Rizet.

Les rapporteurs étaient Georges Grévillot.


  • Résumé

    Les boues d’hydroxydes métalliques issues des ateliers de traitement de surface contiennent des métaux et sont considérées comme des déchets ultimes. Près de 190 000 tonnes sont produites en France. Leur composition est très variable d’un atelier à l’autre, elles sont composées en général de zinc, chrome, nickel, cuivre, fer, chaux, sels et eau (> 50 %). Une valorisation du chrome et du nickel est possible par voie pyrométallurgique. La valorisation du zinc des boues d’hydroxydes et des poussières issues du traitement pyrométallurgique est quant à elle possible par voie hydrométallurgique en milieu basique. C’est cette dernière voie, que nous avons étudiée. Le procédé développé comporte 3 étapes : Une lixiviation dans une solution de soude à 250 g/1 et à 90°C permet d’extraire le zinc et le cuivre. Le résidu est filtré et lavé sur filtre presse. Il pourra être traité par voie pyrométallurgique s’il contient du chrome ou du nickel ou servir d’agent de neutralisation. Une cémentation par ajout de poudre de zinc permet d’extraire les métaux plus nobles que le zinc tels que le cuivre. Les teneurs en métaux autres que le zinc sont inférieures à 5 mg/1 en sortie de cémentation. Une électrodéposition du zinc est réalisée sur cathodes de magnésium à 40°C pour appauvrir la concentration en zinc de 45 à 15 g/1. La solution est ensuite renvoyée intégralement en lixiviation. Le rendement faradique est supérieur à 90 %. La poudre produite a une teneur en zinc métal de 98 % et trouve des applications dans les peintures anti corrosion et la chimie. Les eaux de lavage sont recyclées en interne ou neutralisées avant rejet à l’aide de solutions acides issues des ateliers de galvanisation. Ces acides riches en zinc, considérés eux aussi comme des déchets ultimes sont pour le procédé une source de boues riches en zinc. Le procédé ne génère donc pas d’effluents néfastes pour l’environnement et diminue la quantité de déchets en valorisant le zinc

  • Titre traduit

    Study of the valorization of hydroxide sludge from the purification stations of surface treatment shops


  • Résumé

    The metal hydroxide sludge from the purification stations of surface treatment shops contain metals and are considered like ultimate wastes. 190 000 tons a year are product in France. Their compound is variable according to their source, they have the following composition: zinc, chromium, nickel, copper, iron, lime, salts and water (> 50%). Valorization of chromium and nickel is enable by pyrometallurgy. The valorization of zinc is enable by hydrometallurgy in a basic medium. That’s this process, we have study. The process has 3 phases : The lixiviation in a soda solution of 250 g/l, at 90°C permit to extracting and copper. The residue is filter and wash in a tress filter. It can be treated by pyrometallurgy process or use like neutralization agent. The cementation enables copper in solution to be extracted by means of zinc powder. The concentration of metal other than zinc are less than 5 mg/l at the outside. The electrodeposition of zinc is realized on magnesium cathodes at 40°C, zinc concentration decrease from 45 to 15 g/l. The solution is returned integrally in lixiviation. The farad yield is more than 90 %. The zinc powder product has a zinc metal level more than 98 % and find applications in chemistry and in anticorrosive paint. The washing water are recycling or neutralizing with acid solution coming from galvanization stations. The acids rich in zinc, consider like ultimate wastes are for the process a source of zinc sludge. The process don’t generate toxic effluent for environment and decrease the wastes volume by zinc valorization

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Informations

  • Détails : 1 vol. (141 f.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en 2004
  • Annexes : Bibliographie p. 133-135

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université Grenoble Alpes (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque et Appui à la Science Ouverte. Bibliothèque universitaire Joseph-Fourier.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS97/INPG/0204
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