La valorisation des Résidus de Broyage de déchets métalliques - Proposition d'un procédé intégré

• Main Author: Bareel, Pierre-Francois
• Other Authors: SEGERS, Luc
• Format: Others
• Published: Universite de Liege 2009
• Subjects: recyclage; vehicules hors d'usage; DEEE; ferraille; production d'acier
• Online Access: http://bictel.ulg.ac.be/ETD-db/collection/available/ULgetd-01042010-144228/

Le broyage des déchets métalliques (Véhicules Hors dUsage, Déchets dEquipements Electriques et Electroniques, ferrailles de collecte) est une activité qui génèrent une quantité considérable de matières résiduelles, communément appelés Résidus de Broyage (RB), assimilables à des matières premières « secondaires » dont les gisements mondiaux sont estimés à 30Mt/an. Leur valorisation est devenue un enjeu économique et environnemental important. Dans ce travail, une analyse des propriétés physico-chimiques des RB a abouti à une proposition de classification en deux catégories, d'égales proportions, basée sur leurs propriétés énergétiques. Les Résidus Fins de Broyage (RFB), de granulométrie inférieure à 2-10 mm, ne présentent pas d'intérêts sont composés de quatre familles de matières (organiques, minéraux, métaux non-ferreux et (oxy-hydroxydes de fer) dont la séparation mécanique et la valorisation ont été démontrées. Les Résidus Organiques de Broyage (ROB), contenus dans les fractions plus grossières des RB, sont essentiellement constitués de matières aux propriétés énergétiques intéressantes (plastiques, élastomères, textiles, bois, etc.), mais dont les teneurs en contaminants (ie Cl, S) impose l'usage de technologies de valorisation appropriées telle que la pyrolyse. Les propriétés réductrices du résidu carboné quelle génère (le char) ont été étudiée au travers dessais de réduction directe de pellets auto-réducteurs en mélange avec les (oxy-hydr)oxydes de fer contenu dans les RFB, et ce afin de produire des éponges de fer (DRI). Des DRI compacts, métallisés à plus de 85%, ont été obtenus, avec une volatilisation du zinc et du plomb supérieure à 98%. La cinétique globale de réduction est probablement favorisée par un transfert de la chaleur vers le cur des pellets amélioré par la présence initiale de particules métalliques. Ces résultats ont conduit à l'élaboration d'un procédé intégré de production de fonte à partir de RB combinant un réacteur de pyrolyse, un four à sole tournante (RHF) pour l'auto-réduction des pellets, et un four à arc immergé (SAF) pour la fusion des DRI en fonte et en scorie. Un avantage majeur du procédé est son indépendance énergétique ; l'énergie contenue dans les gaz libérés lors la pyrolyse des ROB permettant en effet, d'un point de vue théorique, de couvrir les besoins globaux. Sur le plan économique, il a été montré que les coûts de production de la fonte à partir du procédé dépendaient largement des conditions tarifaires locales d'élimination des RB en Centre d'Enfouissement Technique (CET). Compte tenu de l'augmentation inexorable des prix d'enfouissement, la compétitivité du procédé devrait se généraliser sur l'ensemble des pays de l'Union Européenne dans les dix prochaines années. En cas de validation du procédé, son intégration dans la filière globale de traitement des déchets métalliques porterait leur taux de valorisation à 92,7% et donc dapprocher sensiblement les objectifs de valorisation fixés à 95% par l'Union Européenne.