Déchets, Sciences & Techniques

N°12


Métaux lourds et incinération de déchets industriels

Localisation et spéciation dans les cendres volantes et les mâchefers


Sylvie Fendeleur, Gwenaëlle Trouvé et Lucien Delfosse

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Résumé

Les métaux lourds émis lors des processus d'incinération, représentent, en raison de leur toxicité, une menace potentielle pour la santé. Le but de ce travail est d'approfondir les connaissances sur leur comportement à l'incinération, c'est-à-dire d'obtenir des renseignements sur leur répartition et leur spéciation (formes chimiques). Les éléments ciblés sont : Ca, Ba, K, Na, Cd, Cr, Cu, Sn, Pb, Fe, Ni, Zn et Cl . Pour mener à bien cette étude, un pilote de type lit fixe a été conçu et réalisé au laboratoire (puissance 27 kW, capacité 1 kg.h-1). Des sciures imprégnées de solvants et chargées en métaux lourds sont brûlées à deux températures fixées à 850 °C et 1 050 °C. Les effluents solides (cendres volantes et mâchefers) ont été récupérés et soumis après minéralisation, à l'analyse par ICP-MS. Les résultats quantitatifs ont permis d'établir un bilan pour chaque élément étudié et d'en déduire leur répartition dans les cendres et les mâchefers. Des informations sur la forme chimique de ces éléments métalliques dans les effluents solides ont été obtenues par l'utilisation de techniques d'analyses du solide (diffraction des rayons X, microanalyse X et infrarouge) et par la lixiviation à l'eau de ces résidus pour en déterminer la part soluble des éléments ciblés ainsi que les anions associés. Les cendres et les mâchefers sont essentiellement constitués de BaSO4, SiO2, TiO2, CaO, CaSiO3 et BaTi8O16. Des traces d'oxydes métalliques sont également présentes (Fe2O3, Pb2O3 et Pb3O4). La fraction soluble est faible, inférieur à 2 % en masse. Elle contient principalement des chlorures, des sulfates et des bromures, associés à des métaux tels que le calcium, le sodium, le potassium, le cadmium, le zinc, le manganèse et le plomb.

Abstract

The emission of heavy metals from waste combustion devices is a potential threat to human health. This study concerns the behaviour of some heavy metals in terms of partitioning and speciation during the combustion of a model of industrial waste in the conditions of incineration. The elements studied were Ca, Ba, K, Na, Cd, Cr, Cu, Sn, Pb, Fe, Ni, Zn and Cl. Sawdust containing solvents and heavy metals was burnt at 850 °C and 1 050°C in a pilot fixed bed (27kW, 1 kg/h). Solid effluents (residual and fly ashes) were acid digested and analyzed by ICP-MS to quantify each element in the phases and the partitioning of the elements was calculated. In order to determine some informations in terms of speciation, techniques as X-ray powder diffraction and X-ray microanalysis were used for fly ash. Residual and fly ashes are principally constituted of BaSO4, SiO2, TiO2, CaO, CaSiO3 and  BaTi8O16. Traces of metallic oxides (Fe2O3, Pb2O3 and Pb3O4) were also found. Leaching tests in water of the solid effluents gave a very low soluble fraction which contained chorides, sulfates and bromides associated to metals like calcium, sodium, potassium, cadmium, zinc, manganese, chromium and lead.

Pour citer ce document

Référence papier : Sylvie Fendeleur, Gwenaëlle Trouvé et Lucien Delfosse « Localisation et spéciation dans les cendres volantes et les mâchefers », Dechets sciences et techniques, N°12, 1998, p. 21-26.

Référence électronique : Sylvie Fendeleur, Gwenaëlle Trouvé et Lucien Delfosse « Localisation et spéciation dans les cendres volantes et les mâchefers », Dechets sciences et techniques [En ligne], N°12, mis à jour le : 23/01/2015, URL : http://lodel.irevues.inist.fr/dechets-sciences-techniques/index.php?id=914, https://doi.org/10.4267/dechets-sciences-techniques.914

Auteur(s)

Sylvie Fendeleur

Université de Haute-Alsace - Ecole nationale supérieure de chimie de Mulhouse - Laboratoire gestion des risques et environnement - 25, rue de Chemnitz - 68200 Mulhouse

Gwenaëlle Trouvé

Université de Haute-Alsace - Ecole nationale supérieure de chimie de Mulhouse - Laboratoire gestion des risques et environnement - 25, rue de Chemnitz - 68200 Mulhouse

Lucien Delfosse

Université de Haute-Alsace - Ecole nationale supérieure de chimie de Mulhouse - Laboratoire gestion des risques et environnement - 25, rue de Chemnitz - 68200 Mulhouse