Etude du potentiel de valorisation de la Bauxaline® en matériaux de construction et de dépollution

Study of the potential of Bauxaline for building materials and depollution

• Auteur / Autrice : Cyril Scribot
• Direction : Nor-Edine Abriak, Mahfoud Benzerzour, Yannick Mamindy-Pajany
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 26/04/2017
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : École nationale supérieure des techniques industrielles et des mines (Douai, Nord). Département Génie civil et Environnemental
• Partenaire(s) de recherche : École d'ingénieurs : IMT Nord Europe (2017-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration -- Déphosphatation

Granulats

Coulis (matériau)

Argile

Terres cuites

Construction -- Matériaux

Boues rouges

Mots clés libres

Bauxaline®

Résumé

Les boues rouges sont des sous-produits industriels issus de l’extraction d’alumine à partir de minerais de bauxite via le procédé Bayer. Le traitement de ces boues par filtre presse permet de réduire leur teneur en eau et d’obtenir un produit pelletable dénommé Bauxaline par l’usine Alteo de Gardanne, le tonnage annuel est de 300 000 t/an. Plusieurs applications ont été envisagées pour ce sous-produit industriel: matériaux de terres cuites, coulis, granulats légers et médias filtrants de dépollution. L’incorporation de la Bauxaline dans les matériaux de terres cuites vise la fabrication de tuiles. Les essais réalisés à l’échelle du laboratoire ont permis de mettre en évidence que l’argile naturelle est substituable par de la Bauxaline à hauteur de 30%. Ce taux de substitution permet de répondre aux exigences mécaniques et environnementales, aux contraintes sanitaires liées à la radioactivité naturelle de la Bauxaline. Aussi, l’incorporation de Bauxaline apporte une valeur ajoutée aux matériaux de terres cuites en permettant d’obtenir une teinte intéressante pour un fabricant de tuiles souhaitant élargir sa gamme. L’étude de formulation de coulis auto-compactants et de granulats légers a permis de démontrer la faisabilité aux niveaux mécaniques et environnementaux de l’incorporation de la Bauxaline avec des taux de substitution significatifs. La filière dépollution est également une voie intéressante : les granulés formulés à partir de Bauxaline présentent une bonne réactivité vis-à-vis des ions phosphates. Economiquement, cette piste de valorisation est aussi prometteuse : la Bauxaline constitue un matériau peu onéreux en comparaison aux médias filtrants du marché.

Red mud is an industrial by-product from the extraction of alumina from bauxite ores via the Bayer process. The treatment of these sludges with a filter press makes it possible to reduce their water content and to obtain an excavable product called Bauxaline by the Alteo de Gardanne plant, the annual tonnage is 300 000 t / year. Several applications have been considered for this industrial by-product: ceramic materials, grout, lightweight aggregates and depollution filter media. The incorporation of Bauxaline into the ceramic materials is aimed at the manufacture of tiles. Tests carried out on the scale of the laboratory made it possible to demonstrate that the natural clay is substitutable by Bauxaline for 30%. This substitution rate makes it possible to meet the mechanical and environmental requirements and the health constraints linked to the natural radioactivity of Bauxaline. Also, the incorporation of Bauxaline adds value to the materials of ceramic by allowing to obtain an interesting shade for a manufacturer of tiles wishing to widen its range. The study of the formulation of self-compacting grouts and light aggregates made it possible to demonstrate the feasibility at mechanical and environmental levels of the incorporation of Bauxaline with significant substitution rates. The process of depollution is also an interesting way: the granules formulated from Bauxaline have a good reactivity with respect to the phosphate ions. Economically, this upgrade path is also promising: the Bauxaline is a low-cost material compared to the filter media on the market.