L'ÉLECTRICITÉ AU SERVICE D'UNE INDUSTRIE PROPRE
2. Valorisation des rejets et des déchets
complétée par l'action mécanique du four tournant (rupture
des gangues d'alumine qui emprisonnent l'aluminium
fondu) et l'action physico-chimique des sels (protection
contre l'oxydation et la nitruration associée à une modifica-
tion des tensions superficielles des différents composés
liquides).
Les principaux avantages de ce procédé sont liés aux
faibles dépenses d'installation, de fonctionnement et de
main-d'uvre pour la conduite du four.
Ce procédé présente cependant un certain nombre
d'inconvénients liés principalement à l'ajout de sels : coût
des sels, énergie à fournir à ce surplus de matière
(1 000 kWh/t de charge), génération de scories salines
(1 tonne pour ! tonne de crasse traitée) qui entraîne des
coûts de traitement ultérieurs (mise en décharge interdite
depuis mars 1995), émanation de gaz au cours du traitement
(traitement), volume important de poussières émises. Par
ailleurs le taux de récupération de l'aluminium contenu
dans les crasses n'est au maximum que de 75 %.
Différentes variantes de ce procédé ont été développées
dans le but de diminuer la quantité de sels introduite. Ces
variantes résident en une amélioration de l'effet méca-
nique : le four tournant est également basculant. L'effet
mécanique supplémentaire permettrait de réduire l'effet
physico-chimique apporté par les sels, d'où la diminution
des quantités introduites. Les procédés Scepter/MFS aux
USA et Remetal en Espagne auraient été développés sur ce
thème. Cependant, compte tenu du durcissement de la légis-
lation sur les résidus lixiviables, ces procédés utilisant des
sels sont, à terme, condamnés.
Un programme pilote a été engagé (en 91) en Afrique du
Sud par Mintek pour le développement d'un four à arc à
courant continu à électrode creuse utilisant des fondants
(silice et chaux) pour scorifier l'alumine. Nous ne connais-
sons pas l'état actuel de développement de ce pilote. Mais il
semble que les industriels de ce pays s'intéressent
aujourd'hui plutôt aux techniques électriques mettant en
oeuvre des technologies plasma sans ajout de sels.
Un procédé équivalent utilisant également un four à arc à
courant continu et un ajout de fondants a été étudié par
ADP (Advent Process Engineering) au Canada sous contrat
CMP (Center for Materials Production)/EPRI. Il semblerait
que cette technique soit également abandonnée compte tenu
du développement des techniques plasma qui ne requièrent
pas de sels.
Une autre technique basée sur un arc électrique transféré
a été développée par BOC/ARCO. L'arc est transféré au
bain au moyen d'une cathode en tungstène. Dans ce procé-
dé, qui fonctionne sous argon, de la chaux est introduite
dans le but de former deux couches liquides : l'aluminium
surnageant au-dessus d'une couche d'aluminate de calcium.
A notre connaissance, il n'existe pas de références indus-
trielles de ce procédé.
Les traitements de crasses blanches sans ajout
de sels ou de fondants
Un procédé de traitement de crasses blanches d'alumi-
nium exempt de sels, utilisant un four tournant chauffé par
un brûleur oxy-fuel, a été récemment développé par Aga,
Hoogovens Aluminium et Man GHH. Ce procédé, Alurec,
a été testé durant l'année 1994 sur une installation pilote à
la Fondation pour la Recherche Métallurgique (MEFOS) à
Luleâ en Suède. A l'issue des huit premiers traitements
d'essai, le taux de récupération de l'aluminium (métal
fondu/crasses chargées) serait de l'ordre de 45 à 60 % pour
une consommation énergétique voisine de 350 à 400 kWh/t
et pour des coulées de 6 t/h.
Deux procédés utilisant un four rotatif et un plasma ou un
arc transféré fonctionnent actuellement à une échelle indus-
trielle pour le traitement de crasses d'aluminium sans ajout
de sels.
Le procédé breveté par Alcan (protégé en Europe par les
brevets EP 400 925 et EP 322 207) a été développé dans
une première étape sur un système pilote utilisant une
torche à plasma d'air ou d'azote de 1 MW montée sur la
porte d'un four tournant d'une capacité de trois tonnes.
Dans une seconde étape, la construction d'une usine com-
merciale pouvant traiter 15 000 t/an de crasses blanches a
été réalisée à Joncquières en 1989. Cette usine utilise deux
fours de neuf tonnes équipés chacun d'une torche de
1,5 MW. Alcan a vendu une licence d'exploitation à la
firme Plasma Processing Corporation qui a construit aux
USA une usine d'une capacité de 40 000 t/an, en exploita-
tion depuis 1991.
Les principaux avantages de ce procédé résident principa-
lement dans l'absence de sels, donc des inconvénients cités
précédemment. La technologie du four est étudiée de telle
façon que l'on peut contrôler l'atmosphère dans le four. Le
four est étanche et le système d'évacuation impose une
légère surpression, évitant ainsi toute entrée d'air. Le four
accepte différentes tailles de crasses : des blocs de grande
dimension (plusieurs cm) peuvent être directement chargés
sans broyage initial. Le faible volume de gaz introduit (gaz
plasmagène air ou azote) et l'absence de sels simplifient
fortement le système de contrôle anti-pollution. La seule
émission significative est la poussière produite par le char-
gement des crasses. Cette poussière, principalement compo-
sée d'alumine est collectée par un système conventionnel.
Les oxydes issues des crasses ultimes appelés NMP (Non-
MetaHic-Products) peuvent être utilisés pour certaines
applications commerciales (réfractaires, céramiques,...).
On notera en particulier que, pendant l'étape pilote, envi-
ron 400 tonnes de crasses de différentes natures, plus ou
moins riches, ont été traitées. Parmi ces crasses, certaines
provenaient de la première et de la seconde fusion
d'alliages contenant du magnésium.
Hydroquébec, à l'origine du procédé exploité par Alcan,
a souhaité faire évoluer cette technologie plasma pour le
traitement des crasses d'aluminium vers un procédé plus
performant. Dans ce nouveau procédé, Droscar, la torche à
plasma est remplacée par un arc électrique transféré entre
deux électrodes en graphite avec injection centrale d'un
faible débit d'Argon dans la cathode. Cette technologie est
énergétiquement plus rentable et nécessite moins d'investis-
sement en capital. La suppression du système de refroidis-
sement limite les pertes thermiques et améliore la sécurité.
REE
N'3 1995