Rødt gjørme

Rødt gjørme (Red mud eller RM for engelsk) blir ofte gitt til SPN- avfallsproduktet under produksjon av aluminiumoksyd og aluminium ved Bayer-prosessen . Patentert av Karl Josef Bayer i 1887 og deretter i 1892, bruker denne veldig effektive prosessen, men hvis grunnleggende kjemiske prosesser fremdeles er dårlig forstått, mye vann og energi og produserer en stor mengde avfall i form av rødt slam. Den har blitt brukt i flere tiår av nesten hele aluminiumsindustrien. Denne prosessen gjør det mulig å behandle bauxitt for å trekke ut en betydelig del av aluminiumoksyden derfra .

Dette slammet kan eller ikke kan forbehandles (vanligvis med syre, for å gjøre det mindre basisk), og lagres deretter generelt i store bassenger (med et område på flere titalls til flere hundre hektar), hvor de mister vannet ved fordampning.

Andre fabrikker, som den i Gardanne , i Sør-Frankrike, tømmer fremdeles en del av den til sjøs (i det minste frem til 2021). Den Orbite prosess , fremdeles på scenen for industriell utvikling, som gjør det mulig å utvinne aluminium uten å produsere rødt slam, og kan også brukes til å nøytralisere rødt slam mens ekstrahere det meste av det resterende aluminiumoksyd.

Fysisk-kjemiske egenskaper ved rødt slam

• Farge: deres mursteinsrøde farge skyldes deres høye jernoksidinnhold (inneholdt i bauxitt før prosessering).
• Deres helt grunnleggende karakter ( pH fra 11 til 14 generelt): den kommer fra innholdet av kaustisk brus , en rest fra Bayer-prosessen. Noen aluminiumsmelter behandler slammet for å fjerne en stor del av denne brusen (dette er tilfellet med Gardanne ).
• Toksisitet: det er primært knyttet til materialets kaustiske natur, og i mindre grad, men kanskje enda viktigere på lang sikt, spesielt i en forsurende kontekst, til tungmetallinnholdet ( bly , kvikksølv , krom ) eller noen ganger i radionuklider som lett binder seg til den. Innholdet i disse produktene og deres biotilgjengelighet varierer veldig avhengig av opprinnelsen til bauxitt og den industrielle prosessen.
• Kjemisk sammensetning: det varierer veldig avhengig av malmens opprinnelse (bauxitt) og aluminiuminnholdet, mineraler og forskjellige metaller. Rødt slam inneholder spesielt cancrinitt og hematitt som lett binder seg til tungmetaller (sterkt med sink, ganske sterkt med bly og litt mindre med kadmium ifølge laboratorietester) og vil forklare kapasiteten til disse slamene for dem.
  Den industrielle prosessen påvirker også slammets sammensetning. Noen fabrikker behandler slammet på en slik måte at de utvinner brusen og gjør det inert (nøytralisering av pH) når det gjelder basalitet. Det er mulig å ekstrahere noen av kloridene derfra (disse utgjør fra 0,092 til 0,121 vekt% av slammet). De er hovedsakelig til stede i de fine partiklene av sodalitt (mindre enn 10 µm) som omkrystalliserte seg under desiliseringsfasen av Bayer-prosessen. Våtsikt etterfulgt av hydraulisk separasjon og syklonseparasjon gjør det mulig å gjenvinne 22 til 34 vekt-%, slik at klorinnholdet i slammet faller betydelig til 0,015 til 0,025 vekt-%.), Etc.
• En chelator som EDTA har vist seg å være i stand til å trekke ut en stor del av tungmetallene som finnes i det røde syrebehandlede slammet. Disse samme slamene mister også flere metaller (spesielt de mest utskiftbare fraksjonene eller de mest løselige i vann) når de utsettes for utvasking eller bringes i kontakt med nitrater ( kalsiumnitrat eller Ca (NO 3 ) 2 under eksperimentene). Men ubehandlet slam frigjør mindre bly, kadmium og sink ved behandling med EDTA.

Bli slam

Det røde slammet deponeres hovedsakelig i en fordampningsdam. Disse er nå på slutten av livet eller under dehydrering, generelt rehabilitert. Vanskeligheten er at deres sterke basicitet , saltholdighet og sodisitet veldig sterkt forhindrer eller bremser spontan renaturering . I tørre områder eller perioder kan støvflyging også være et problem. Mens det er i veldig fuktige perioder, er det vannerosjon som kan være en kilde til forurensning nedstrøms (turbiditet, endring i pH, forurensning av metaller, etc.). Behandling av slam med syre reduserer imidlertid deres kaustiske natur sterkt eller totalt, men fremmer frigjøring av tungmetaller som de kan inneholde, og reduserer deres evne til å absorbere og fikse andre.

Ulike rehabiliteringsmetoder er testet, inkludert for eksempel:

• enkelt deksel med matjord (30  cm til 1 m eller mer), fordekning av aske eller slagg fra kull (som også kan inneholde forurensninger eller til og med radionuklider i betydelige mengder)
• overflatebehandling med avfall fra gipsindustrien ( gipsavfall hvis tilsetning av 5% eller mer som en endring reduserer pH, tilgjengeligheten av sporstoffer som kalsium, kalium, fosfor og magnesium, samtidig som jern- og natriumtoksisiteten reduseres, og forbedrer spiring og plantevekst uten å legge til matjord)

Elimineringen av dette industriavfallet blir noen ganger gjort eller har blitt gjort (avhengig av land og lovendringer) ved å kaste det i sjøen. Dette gjorde den tidligere Pechiney- fabrikken, nå Alteo, som tilhører gruppen. HIG, som ligger i Gardanne til slutten av 2015 utenfor Cassis , i Cassidaigne-gropen . Siden 2016 har rødslammet tidligere blitt tørket og behandlet for å redusere metallutslipp til Middelhavet med nesten 99%. Bare flytende avløp som krever unntak slippes ikke lenger ut i sjøen.

Men Alteo har også lagret tonn dehydrert "rødt gjørme", kjent som "bauxaline" på land, på deponiet Mange Garri i Bouc-Bel-Air, en nærliggende by Gardanne, siden 1905. "Deponikapasitet ved As the land er ikke uendelig, fra 1966 fikk Péchiney, den gang operatøren, tillatelse til å tømme utløpet til sjøs i tretti år. Minst 30 millioner tonn ble dermed sølt av Cassis, via et 50 kilometer rør fra anlegget til sjøen. Siden 2016 er den faste delen av avløpet ikke lenger tillatt der. Så Mange-Garri-lagringen gjenopptok tjenesten og påvirket et nabolag som har blitt urbanisert. "

Verdsettelsesspor

Installasjonen av nye søppelfyllinger er kostbar og skaper stadig flere vanskeligheter for kommuner og innbyggere. I flere tiår har produsenter derfor søkt løsninger for å redusere tonnasje av produsert avfall, og muligens gjenvinne sitt røde slam ved å finne nye bruksområder for dem, inkludert:

• De Orbite prosess behandler rødt slam og ekstrakter de resterende aluminiumoksyd og andre metaller under fjerning av alkalitet. Den er utviklet av Orbite Aluminae i samarbeid med Veolia .
• Byggematerialer (integrering i keramikk, murstein, sement ... noen ganger med annet avfall som flyveaske) brukt til lavere kostnad i anleggsteknikk som deponimateriale (når de ble gjort inerte ved en utvinning på mer enn 90% av deres kaustisk soda);
  Utvaskingstester og 3 typer økotoksikologiske tester ( Microtox ™, ASTM-toksisitetstest for mikroalger og embryotoksisitetstester for kråkeboller) ble utført i Italia på prøver av fast rød gjørme som er forbehandlet for å bli testet. . Målet deres var å bedre vurdere deres kompatibilitet med miljøet. Forfatterne konkluderte med ganske oppmuntrende resultater som viser en mulighet for å bruke disse materialene til å behandle visse jordarter eller forurenset vann. Metallene som er tilstede i riktig behandlet rødt slam ser ut til å være relativt godt fanget der, i et visst pH-område, til og med relativt lavt. Imidlertid ser det ikke ut til å ha vært mange studier på kapasiteten til jordmikrofauna ( for eksempel Collembola eller meitemark ) til å absorbere og muligens transportere ( bioturbasjon ) eller ikke giftstoffene fanget i denne matrisen).
• en kjemisk og mineralendring for å dyrke jord forurenset av arsen eller andre metaller (tungmetaller er mindre mobile og mindre biotilgjengelige i basisk jord);
• absorbenter, tilsetningsstoffer, fargestoffer .. Deres helt grunnleggende karakter og et ekstra preparat (kalsinering, tilsetning av passende tilsetningsstoffer) gir det røde slammet interessante egenskaper for å absorbere visse forurensninger fra sure eller svakt sure væsker eller produkter, og for å buffere pH-verdien til disse væsker
  Det er spesielt et av de effektive middelene for å absorbere arsen fra vann, under visse forhold (dette vannet må være litt surt).
  Ubehandlet rødt slam under visse forhold viser evne til å binde visse meget giftige ioner av bly og krom (Pb 2+ og Cr 6+ ). Hvis det røde slammet brukes til å absorbere ikke-biologisk nedbrytbare forurensninger, gjør dette imidlertid det mer forurenset avfall som skal gjøres inert eller lagres permanent under gode forhold. Vanlige økotoksikologiske og utvaskingstester antyder at rødt slam ikke viser akutt eller høy miljøtoksisitet før eller etter viss gjenbruk.
• produkter for rengjøring av gass
• katalysator for hydrogenering , hydroklorering og oksidasjon av hydrokarboner .

Industriell risiko

Det er knyttet til kjemikaliene som brukes i prosessen, men også til mulige feil i å sikre avløpsbassengene (rødt slam).

I oktober 2010, nær den ungarske byen Ajka , ble landsbyene som ligger nedstrøms Ajka-smelteverket brutalt invadert av 700 000 m 3 veldig flytende og veldig kaustisk rød gjørme, etter at dike (rundt tretti meter høyt) hadde brutt en av anleggets reservoarbassenger, og forårsaket en større økologisk katastrofe på grunn av nærheten til Donau, samt ni døde og hundre og tjue mennesker skadet.

Tidligere hadde Montedison-rødslam-affæren skjedd på Korsika, som startet i 1972. Den resulterte særlig i at juridisk saksbehandler fra Livorno åpnet rettssaker mot lederne for industrigruppen i februar 1973. Referanse: Le Monde 24. februar , 1973: "Saken om rødt gjørme, undersøkelsesdommer i Livorno åpner en etterforskning mot lederne av Montedison".

Dommen om denne tvisten ble avsagt 29. april 1974: fordømmelse av forurenserne. Referanse: https://www.larousse.fr/archives/journaux_annee/1974/chrono/1974-04

Europa har finansiert et internasjonalt forskningsprogram om radioaktivitet og risikoen forbundet med denne radioaktiviteten i rødt gjørme og rester av kraftstasjoner eller store kullfyrte kjeler (aske og slagg). I disse to tilfellene kan avfallet ha konsentrert visse radionuklider som sannsynligvis vil komme tilbake til matnettene og utgjøre helse- og økologiske problemer.

I 2016 er saken med rødt gjørme i bekkene i Marseille kontroversiell. Faktisk, i femti år, ble forurensende rester dumpet i Calanques Natural Park ved hjelp av et 50 km rør som forlot Alteo-fabrikken, et stort aluminaproduksjonsfirma . Disse røde gjørme har konsekvenser for det marine miljøet, de inneholder flere tungmetaller som kvikksølv og også arsen . I følge Le Monde og France Info er det i dag millioner av tonn rødt gjørme på bunnen av Middelhavet.

Merknader og referanser

1. Jean-Yves Morlock Viktige teknologiske nyvinninger i Bayer-prosessen siden oppstarten i: Hundre års innovasjon i aluminiumsindustrien , Magali Vautelin, red. L'Harmattan, 1997.
2. Se AR Hind et al. Overflatekjemien til Bayer-prosessfaststoffer: en gjennomgang , sitert i bibliografi, på slutten av denne artikkelen
3. PM Prasad, HK Chandwani, H. Mahadevan. Avhending for bauxittavgang ved alumina raffinerier . Transaksjoner fra Indian Institute of Metals (1996), 49 (6), 817-839.
4. "  Bouches-du-Rhône: tre spørsmål for å forstå godkjenningen av utslipp av rødslam i Calanques nasjonalpark  " , på francetv info (konsultert 8. januar 2016 )
5. Laura Santona, Paola Castaldi og Pietro Melis; Tilsvarende forfatterens kontaktinformasjon Evaluering av samspillsmekanismene mellom rød gjørme og tungmetaller  ; Journal of Hazardous Materials Volume 136, Issue 2, 21. August 2006 (online 2006/01/18), Pages 324-329: doi: 10.1016 / j.jhazmat.2005.12.022 ( Abstract )]
6. (in) J. Hyuna, Endoha S., K. Masudaa H. Shinb H. Ohyaa, Reduksjon av klor i bauxittrester ved finpartikkelseparasjon , Int. J. Miner. Prosess., (2004) ( Sammendrag )
7. JWC Wong, GE Ho; Bruk av avfallsgips i revegetasjon på avfall av rødt gjørme: en drivhusstudie; Tidsskrift: Avfallshåndtering og forskning; Oktober 2010; 28 (10); ( sammendrag
8. "  Utslipp til sjøs / Alteo: redusert tid til å overholde standarder  " , på FIGARO ,20. juli 2018(åpnet 17. januar 2019 )
9. Olivier Bertrand, Liberation , "  Calanques nasjonalpark tillater kjemiske utslipp til sjøs  " , Liberation.fr,8. september 2014(åpnet 12. september 2014 )
10. "  Rødt gjørme, mindre forurensning til sjøs, men fortsatt like mye på land  " , på www.20minutes.fr (åpnet 17. januar 2019 )
11. "Red mud, so far all is well", i Le Ravi , 28. desember 2015
12. Pierre Isnard-Dupuy, "Rødt gjørme i Gardanne: retten legger press på den forurensende fabrikken", i Reporterre , 21. juli 2018 online
13. Jiakuan Yang & Bo Xiaoa Utvikling av usintrede konstruksjonsmaterialer fra rødslamavfall produsert i sintringsalumina-prosessen  ; Konstruksjons- og byggematerialer bind 22, utgave 12, desember 2008, sider 2299-2307 doi: 10.1016 / j.conbuildmat. 2007/10/05
14. SS Quadri, Laxmikantha H., MR Patil; Egnethet ved industrielt prosessavfall som alternative materialer for deponiedeksler  ; 12. internasjonale konferanse for internasjonal forening for datametoder og fremskritt innen geomekanikk (IACMAG) 1.-6. Oktober 2008 Goa, India Lenke til artikkel
15. Se C. Brunori & al, Gjenbruk av behandlet rødslam bauksittavfall: studier om miljøkompatibilitet , sitert i bibliografi nederst i denne artikkelen.
16. Vinod K. Gupta, Monika Gupta og Saurabh Sharma; Prosessutvikling for fjerning av bly og krom fra vandige løsninger ved bruk av rødt gjørme - et aluminiumsavfall; Water Research Volume 35, utgave 5, april 2001, side 1125-1134; doi: 10.1016 / S0043-1354 (00) 00389-4 ( Sammendrag ). De er testet som tilsetningsstoff for avløpsrensing (for fjerning av tungmetaller og giftige metalloider, fjerning av uorganiske anioner som nitrater, fluor og fosfater, samt visse uønskede organiske materialer, inkludert visse fargestoffer, fenolforbindelser og bakterier).
17. Shaobin Wang, HM Ang og MO Tadé; Nye applikasjoner av rødt gjørme som koaguleringsmiddel, adsorberende middel og katalysator for miljøvennlige prosesser  ; Kjemosfære; Volum 72, utgave 11, august 2008, sider 1621-1635; doi: 10.1016 / j.chemosphere.2008.05.013 ( Sammendrag )
18. "  Ungarn står overfor sin verste økologiske katastrofe  " , Le Figaro (åpnet 6. oktober 2010 )
19. "  Fabrikken i Kolontar, Ungarn, åpner igjen til tross for Greenpeace  ", L'Express ,15. oktober 2010( les online , konsultert 9. august 2020 ).
20. Jean Crozier, "  Den lange kampen mot forurensningen av Middelhavet av Montedison  " , på francetvinfo.fr , Frankrike 3 Corse ViaStella ,17. februar 2013(åpnet 9. august 2020 ) .
21. INTAILRISK (Vurdering av miljørisiko ved radioaktiv forurenset industriell avgang) , ( Hjemmeside for prosjektet ) konsultert 2010/10/16
22. "  Artikkelen som skal leses for å forstå den røde gjørme-skandalen  ", Franceinfo ,6. september 2016( les online , konsultert 4. april 2017 )
23. Martine Valo , "  Aluminiumoksidanlegget i Gardanne fortsetter å forurense Calanques Marine Park  ", Le Monde.fr ,6. juli 2016( ISSN  1950-6244 , lest online , åpnet 4. april 2017 )
24. Martine Valo , "  Rødt gjørme: rettferdighet pålegger Valls å forklare seg om avslagene fra Alteo  ", Le Monde.fr ,10. januar 2017( ISSN  1950-6244 , lest online , åpnet 4. april 2017 )
25. "  Red gjørme: flere søksmål mot dispensasjon til Alteo  ", Le Monde.fr ,5. januar 2017( ISSN  1950-6244 , lest online , åpnet 4. april 2017 )

Se også

Relaterte artikler

• Aluminium
• Alumina
• Grunnleggende
• Rød gjørme tilfelle
• Avfallshåndtering
• Industriell risiko

Bibliografi

• (no) AR Hind, SK Bhargava, Stephen C. Grocott, Overflatekjemien til Bayer-prosessfaststoffer: en gjennomgang , Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspekter, 146 (1999) 359–374 ( Sammendrag ).
• (en) B. Salopek, J. Strazisar. Påvirkningen av røde gjørmeopptak på miljøet . Lysmetaller (Warrendale, PA, USA) (1993), 41-4.
• (no) DJ, Cooling, DJ Glenister, Praktiske aspekter ved avhending av tørrrester Lysmetaller 1992, 25-31, Forløp fra det 121. TMS-årsmøtet, 1. - 5. mars 1992, San Diego, CA, USA, Publisert av Minerals, Metals & Materials Soc (TMS).
• (en) LK Hudson, aluminiumoksydproduksjon, The Aluminium Company of America , Pennsylvania, 1982.
• (no) WM Gerald, Behandling og avhending av rødt gjørme generert i Bayer-prosessen , AU701874.
• (en) SE Poulos, MB Collins, C. Pattiaratchi, A. Cramp, W. Gull, M. Tsimplis, G. Papatheodorou, Oceanography and sedimentation in the semi-closed, deep-water of Corinth Gulf (Greece) , Marine Geology , 134, (1996), 213-235
• Barbara Landrevie , “  The Poisoned Mediterranean: Circular Economy or Toxic Recycling?  », Le Monde diplomatique ,Mai 2015( les online )

Bibliografi om resirkulering eller gjenvinning ved gjenbruk av rødt slam

Huiting Shen og E. Forssberg; En oversikt over utvinning av metaller fra slagg  ; Avfallshåndtering; Volum 23, utgave 10, 2003, sider 933-949; doi: 10.1016 / S0956-053X (02) 00164-2 ( Sammendrag )

• (en) Anastasios I. Zouboulis, Konstantinos A. Kydros; Bruk av rødt gjørme for fjerning av giftige metaller: Tilfellet med nikkel  ; publisert online 2007/04/24, Journal of Chemical Technology & Biotechnology; Society of Chemical Industry; Bind 58, utgave 1, side 95–101, 1993; DOI: 10.1002 / jctb.280580114 ( Sammendrag )
• (no) A. Agrawal, KK Sahu, BD Pandey, håndtering av fast avfall i ikke-jernholdige industrier i India, ressurser, konservering og gjenvinning 42 (2004) 99–120 ( sammendrag )
• (no) C. Brunori, C. Cremisini, P. Massanisso, V. Pinto, L. Torricelli, Gjenbruk av behandlet bauksittavfall med rødt gjørme: studier om miljøkompatibilitet , Journal of Hazardous Materials, 117 (1), (2005) , 55-63 ( Sammendrag )
• (en) H. Genc¸-Fuhrman, JC Tjell, D. McConchie, O. Schuiling, adsorpsjon av arsenat fra vann ved hjelp av nøytralisert rød gjørme , J. Colloid Interface Sci. 264 (2003) 327–334
• (no) H. Genc¸-Fuhrman, JC Tjell, D. McConchie, Øker arsenats adsorpsjonskapasiteten til nøytralisert rød gjørme (Bauxsol ™) , J. Colloid Interface Sci. 271 (2004) 313–320
• (en) H. Genc¸-Fuhrman, JC Tjell, D. McConchie, adsorpsjon av arsen fra vann ved hjelp av aktivert nøytralisert rød gjørme , Environ. Sci. Technol. 38 (2004) 2428–2434
• (no) F. Peng, K. Liang, H. Shao, A. Hu, nanokrystallglasskeramikk oppnådd ved krystallisering av forglasset rødt gjørme , Chemosphere 2004 (forventet)
• (en) HZ Xu, teknologisk og økonomisk mulighetsstudie om produksjon av byggematerialer med rødt gjørme , Gold 17 (1996), s. 17–21 (på kinesisk)
• (zh) SW Yang, YH Cao og Q. Li, Status og utvikling av omfattende utnyttelse av rødslam i aluminiumsindustrien , Conservation and Utilization of Mineral Resources 6 (1999), pp. 46–49
• (no) D. Luo og J. Liu, Ny prosess for å bruke rød gjørme fra aluminiumsbehandlingsanlegg for å produsere høykvalitets direktereduksjonsjern , China Mining 11 (2002), s. 50–53 (på kinesisk)
• (en) SP Varnavas, PP Achilleopoulos, Faktorer som styrer den vertikale og romlige transporten av metallrikt partikler i sjøvann ved utløpet av bauxittisk rødmudder giftig avfall , The Science of the Total Environment, 175 (1995), 199-205

Patenter

• Japansk patent nr. Heisei 6-340934, 1994
• Japansk patent nr. Heisei 7-47301, 1995

Eksterne linker