PROCEDE DE STABILISATION DE RESIDUS MINERAUX

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1 PROCEDE DE STABILISATION DE RESIDUS MINERAUX CONTAMINÉS S PAR DES MÉTAUX M LOURDS ET DES COMPOSÉS S ORGANIQUES G. Depelsenaire SOLVAY INTERSOL 29 mars

2 Plan de l exposl exposé 1. Le procédé NOVOSOL 2. Les applications potentielles du procédé 3. Les applications testées en unité pilote 3.1. Les cendres volantes d incinération des ordures ménagères 3.2. Les sédiments contaminés portuaires ou fluviaux 4. Les investissements et les coûts d exploitation INTERSOL 29 mars

3 LE PROCEDE NOVOSOL La stabilisation de résidus minéraux contaminés par des métaux lourds et des composés organiques Procédé en deux étapes qui peuvent être dissociées dans le temps et dans l espace Etape A STABILISATION DES METAUX LOURDS par piégeage dans des phosphates de calcium [Ca 3 (PO 4 ) 2 ]xh 2 O formés par ajout de H 3 PO 4 H 3 PO 4 Etape B DESTRUCTION DES COMPOSES ORGANIQUES par calcination (650 C C) Calories Résidus minéraux Formation de phosphates de calcium Destruction des composés organiques Résidus minéraux stabilisés destinés à la valorisation INTERSOL 29 mars

4 LES APPLICATIONS POTENTIELLES Applications potentielles Cendres volantes d incinération d ordures ménagères Sédiments de curage des ports et des canaux Résidus de broyage d'automobiles Sols contaminés Boues industrielles... La démonstration du procédé en unité pilote industrielle a été réalisée sur : - les cendres volantes d incinérateurs d ordures ménagères - les sédiments fluviaux INTERSOL 29 mars

5 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé NOVOSOL mousse : mise en oeuvre simplifiée du procédé H 3 PO 4 Sédiments/Sols à 50% H 2 O Site A Lit de maturation et de séchage Stockage temporaire En fonction des législations locales, valorisation possible en remblais Valorisation, des matériaux stabilisés Site B Calcination Valorisation directe des calories pour séchage ou production d électricité INTERSOL 29 mars

6 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Composition type des sédiments contaminés (2005) Sédiment (Lille) France Sédiment (Dampremy) Région Wallonne Sédiment (Passaic River) USA Humidité (%) ph Carbone Organique %MS Carbonates % MS As 4.2 As As Cd 37.6 Cd Cd non dosé Métaux lourds après digestion totale (mg/kg matière sèche) Cr Cr Cr Hg 8.1 Hg 1.20 Hg 6.2 Cu Cu Cu non dosé Ni Ni Ni 73.8 Pb Pb Pb Zn Zn Zn INTERSOL 29 mars

7 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Classification européenne des déchets : * Boues de dragage contenant des substances dangereuses Valeurs limites (composition) en métaux lourds à partir desquelles les sédiments sont considérés comme dangereux en mg/kg matières sèches FRANCE (*) PAYS-BAS FLANDRE KLASSE 4 BELGIQUE B. WALLONIE ITALIE VENISE (*) As Cd Cr Hg Cu Ni Pb Zn * sediments marins (portuaires) INTERSOL 29 mars

8 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Unité mini pilote de phosphatation Capacité: 400 l/j de sédiments à 50 % H 2 O INTERSOL 29 mars

9 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Unité pilote industrielle de phosphatation Schéma de principe Capacité: 40 t/mois de sédiments à 50% H 2 O INTERSOL 29 mars

10 Traitement par le procédé LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Unité pilote industrielle mobile de phosphatation Première version Capacité: 40 t/mois de sédiments à 50% H 2 O INTERSOL 29 mars

11 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Unité pilote industrielle mobile de phosphatation Seconde version Capacité: 40 t/mois de sédiments à 50% H 2 O INTERSOL 29 mars

12 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Unité pilote industrielle mobile de calcination Capacité 20 t/mois de sédiments traités INTERSOL 29 mars

13 Traitement par le procédé LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Unité pilote industrielle mobile de calcination Vue générale Capacité 20 t/mois de sédiments traités INTERSOL 29 mars

14 Traitement par le procédé Composition mg/kg matières sèches Bruts Phosphates Calcinés Lixiviation CH 3 COOH 0,5 M L/S=20 mg/kg matières sèches Compositio n mg/kg matières sèches Lixiviation CH 3 COOH 0,5 M L/S=20 mg/kg matières sèches Composition mg/kg matières sèches Lixiviation CH 3 COOH 0,5 M L/S=20 mg/kg matières sèches As Cd < Cr < Hg 0.89 < < 0.10 Cu < < Ni Pb < Zn Total métaux Taux d évolution des métaux dans la matrice minérale Taux de lixiviation des métaux LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Performances du procédé NOVOSOL : Lixiviation à l acide acétique 0.5 M 100 % % 125 % 20.8 % 5.08 % 2.03 % INTERSOL 29 mars

15 Traitement par le procédé Caractéristiques du matériau routier réalisé avec 40% de sédiments traités par le procédé NOVOSOL Lixiviations (X ) - Résultats Fraction soluble LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Sédiments fluviaux phosphatés et calcinés en unités pilotes A et B Composition en mg/kg matières sèches Lixiviation H 2 O L/S = 10 en mg/kg matières sèches Matériau routier «Sable ciment pour assise de chaussée contenant 40% de sédiments NOVOSOL» Lixiviation H 2 O L/S = 10 en mg/kg matières sèches Directive 1999/31/CE relative à la mise en décharge des déchets Matériau inerte * Lixiviation H 2 O L/S = 10 en mg/kg matières sèches As < 0.10 < Cd 8.30 < 0.02 < Cr < Hg < Cu < 0.02 < Ni < 0.05 < Pb Zn < * Directive 1999/31/CE relative à la mise en décharge des déchets INTERSOL 29 mars

16 Traitement par le procédé LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Filière de valorisation produits routiers Construction de la route test à Dombasle avec une couche d assise (épaisseur 25 cm) réalisée en sable ciment, incorporant 30 % de sédiments fluviaux traités par NOVOSOL Membrane de récolte des percolats Membrane de sécurité INTERSOL 29 mars

17 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Filière de valorisation produits routiers Construction de la route test à Dombasle avec une couche d assise (épaisseur 25 cm) réalisée en sable ciment, incorporant 30 % de sédiments fluviaux traités par NOVOSOL 1- répendage et prélèvements pour moulages 2- précompactage au cylindre vibrant 3- compactage au pneu P1 4- réglage fin e= 0,25 m INTERSOL 29 mars

18 LES APPLICATIONS TESTEES EN UNITE PILOTE Traitement par le procédé Caractéristiques du sable-ciment à 30 % de sédiments NOVOSOL mis en oeuvre pour construire la couche d assise de la route test Percolats récoltés sur la route «test» SEQ Eaux souterraines Production d eau potable, qualité acceptable Compositio n mg/kg après 10 joursmg/l après 2 mois mg/l après 10 mois mg/l mg/l * Composition du sable-ciment - calcaire 0/6 mm 63% - sédiments NOVOSOL 30% - liant ROC SG 7% As < Cd < Cr < Hg < Cu Ni < * cas de percolation contaminée par de la chaux répandue sur la route Pb < Zn < INTERSOL 29 mars

19 L APPROCHE COMMERCIALE L accès à la technologie NOVOSOL est concédé par Solvay, via l octroi d une licence rétribuée d exploitation du procédé NOVOSOL. La licence est concédée par projet. Elle est donc limitée dans le temps et portera sur une zone géographique définie. INTERSOL 29 mars

20 LES INVESTISSEMENTS ET LES COUTS Unité industrielle de phosphatation séchage de m 3 /an de sédiments bruts (50 % H 2 O) soit t/an OPTION - Mise en décharge des sédiments phosphatés séchés Prix de revient Investissements du traitement k /t NOVOSOL A ( t/an) Décharge 60 classe 2 (2) (90000 t/an) Décharge 15 classe 3 (90000 t/an) Coûts annuels k Total Décharge 59.5 Coût du traitement d une tonne de classe 2 sédiments bruts Décharge 32.5 classe 3 INTERSOL 29 mars

21 LES INVESTISSEMENTS ET LES COUTS Unité industrielle de phosphatation et calcination de m3/an de sédiments bruts (50 % H 2 O) soit t/an OPTION Production d un sable valorisable en technique routière (1) Coût interne Coûts Investissements du traitement annuels k (2) k /t NOVOSOL A ( t/an) NOVOSOL B (3) (82560 t/an) 7425 Total Prix de revient du traitement d une tonne de sédiments bruts (50% H 2 O) 73 L utilisation de combustibles alternatifs permettra de réduire le coût de l étape de calcination INTERSOL 29 mars

22 Déchets minéraux ECOLOGIE INDUSTRIELLE Déchets Combustibles Sédiments Traitement de gaz Traitement de fumées NEUTREC Fioul dérivé de déchets (RDF) Cendres volantes Unité A Phosphatation Séchage Unité B Calcination Boues de STEP séchées Fines minérales Résidu de broyage H 3 PO 4 Autres PRODUIT FINI A Résidus minéraux phosphatés et séchés Produit fini pour remblais sous certaines conditions PRODUIT FINI B Produit fini pour matériaux type route brique - béton INTERSOL 29 mars

23 INTERSOL 29 mars

24 Le rôle de Bertin Technologies dans le développement d du procédé BERTIN collabore avec SOLVAY depuis 10 années pour : L évaluation technique et économique du procédé à partir des résultats du laboratoire Les études d avant projet des différentes variantes du procédé pour les applications industrielles visées La réalisation des unités pilotes semi-industrielles La mise en service des unités pilotes et leur optimisation La coordination des échanges entre les laboratoires de recherche et de développement La coordination des opérations de démonstration en techniques routières Partenaires de dans NOVOSOL - Recherche INTERSOL 29 mars

25 Le rôle de Bertin Technologies dans le développement d du procédé Les enjeux en traitement des sédimentss 3 millions de m 3 de sédiments dans les voies navigables du Nord de la France 2, 5 millions de m 3 dans les canaux et fleuves wallons des dizaines de milliers de m 3 dans les ports et estuaires français. ais. Le clapage au large est de plus en plus réglementr glementé même pour les sédiments non pollués Les financements limitent les opérations industrielles de remise au gabarit des voies navigables et des ports INTERSOL 29 mars

26 Le rôle de Bertin Technologies dans le développement d du procédé exemple d implantation d d une d unité A de m 3 /an de sédiments s bruts INTERSOL 29 mars

27 Le rôle de Bertin Technologies dans le développement d du procédé L application industrielle du procédé au traitement des sédiments s pollués BERTIN participe actuellement le montage d un consortium capable d apporter une réponse globale au besoin des gestionnaires de ports et de voies navigables Évaluation du gisement à traiter et définition de l unité industrielle correspondante et des filières de valorisation des sédiments traités Dragage et transfert des sédiments sur le site de traitement Traitement de la fraction polluée par le procédé NOVOSOL Valorisation, ou à défaut élimination, des sédiments traités Objectif : une première opération en INTERSOL 29 mars