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Enlèvement des HAP des boues noires d'aluminerie par flottation à l'aide de surfactants.

Dhenain, Aurélie (2005). Enlèvement des HAP des boues noires d'aluminerie par flottation à l'aide de surfactants. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 122 p.

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Résumé

Les boues noires, sous-produits solides issus de l'épuration par voie humide des gaz émis lors de la réduction électrolytique de l'alumine en aluminium, demeurent l'une des préoccupations environnementales des alumineries en raison de leur teneur en HAP, fluorures et alumine. En effet, la présence de ces composés empêche l'exploitation directe des boues noires, comme matières premières, dans des industries telles que les cimenteries et les usines de fluorures. De ce fait, ces résidus considérés comme déchets spéciaux n'ont d'autres issues, pour l'instant, que l'enfouissement au sein de cellules étanches. Le but de cette recherche était de mettre au point, à l'échelle laboratoire, un procédé visant à extraire les HAP (benzo(a)anthracène, benzo(a)pyrène, benzo(b)fluoranthène, benzo(j)fluoranthène, benzo(k)fluoranthène, fluoranthène) des boues noires afin de réduire leur coût d'enfouissement ou de permettre leur valorisation dans d'autres secteurs. Le lavage, à l'aide de surfactants, et couplé à la flottation a été retenu et étudié dans cette optique. Dans un premier temps, le travail a consisté à déterminer, sur la gamme de concentrations 0.4-1.0 %, le surfactant le plus performant, parmi le Brij 35, l'Igepal CA-720, le Triton X - 100 et le Tween 80, pour mobiliser les HAP des boues noires. Cette sélection a été basée sur les résultats des essais de lavage réalisés dans une cuve de flottation Denver mais sans injection d'air. Le Tween 80 à 1.0 % s'est avéré le plus efficace avec des pourcentages d'enlèvement des HAP compris entre 35 et 50 %. Afin d'améliorer les taux d'extraction des HAP des boues noires, une étape de flottation a été ajoutée à la procédure de lavage au Tween 80 à différentes concentrations (0.5, 1.0, 1.5 et 2.0 %). L'incidence de l'injection d'air s'est traduite par une hausse des pourcentages d'enlèvement des HAP (de 14 à 32 % suivant les HAP et pour une concentration en Tween 80 de 1.0 %) mais également par l'accentuation de l'entraînement. accidentel des particules autres que les contaminants à éliminer. Ce phénomène, désigné sous le nom de flottation ou d'entraînement parasitaire, a eu pour conséquence d'abaisser le pourcentage de récupération de matières solides de 86 à 34 %, réduisant ainsi le potentiel du procédé. De ce fait, afin de minimiser ce phénomène, d'autres techniques d'extraction couplées au lavage au Tween 80 ont été testées à savoir la centrifugation et la flottation en colonne agitée. Les essais de centrifugation couplés au lavage au Tween 80 à 0.5 % se sont révélés inefficaces mais néanmoins, ces derniers ont permis de cibler la manière dont les HAP liés aux surfactants pouvaient être éliminés. La flottation en colonne agitée, couplée au lavage au Tween 80 à 0.5 %, s'est montrée l'association la plus performante avec des pourcentages d'enlèvement des HAP compris entre 55 et 58 % et un entraînement parasitaire réduit de moitié par rapport aux essais en cellule. Le potentiel du lavage associé à la flottation en colonne agitée a été démontré à travers ces travaux mais des améliorations pourraient être apportées. En effet, les paramètres qui ont été étudiés sont le débit d'eau de lavage (150, 200 et 225 mL/min) et la teneur en solides totaux de la pulpe (10, 15 et 20 %). Il serait intéressant de faire l'étude d'autres paramètres comme le débit d'injection d'air, la vitesse d'agitation et le temps de conditionnement de la pulpe.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Mercier, Guy
Co-directeurs de mémoire/thèse: Blais, Jean-François; Bergeron, Mario
Mots-clés libres: boues noires; HAP; aluminerie; flottation
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 20 nov. 2012 18:49
Dernière modification: 17 nov. 2015 17:00
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/401

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