Préparation de floculants hautement efficaces à partir de résidus miniers

Préparation de chlorure ferrique de polyaluminium (PAFC) à partir de résidus de pyrite

Li Zhi et ses collègues de l’Université de technologie de Chengdu ont mené une étude expérimentale sur la préparation de chlorure ferrique de polyaluminium (PAFC) à partir de résidus de pyrite. Dans le cadre de cette expérience, les résidus de kaolin provenant de la société Chuannan Mining Co., Ltd., après élimination du minerai de pyrite, ont été utilisés comme matière première. Après calcination, le Fe₂O₃ et l’Al₂O₃ présents dans la structure kaolinitique d’origine ont été lixiviés par un acide. Les sels d’aluminium et de fer ont été récupérés à partir de la solution, et un agent mixte de purification de l’eau à base de chlorure ferrique de polyaluminium a pu être produit par polymérisation. Le résidu de filtration, dont la teneur en fer a été considérablement réduite, a ensuite pu être utilisé comme matière première pour la fabrication de vitrocéramiques. Le schéma du procédé est présenté à la figure 8-2.

Figure 8-2 Schéma du processus de valorisation des résidus de pyrite

Le chlorure ferrique de polyaluminium (PAFC) préparé a été utilisé pour éliminer la turbidité des eaux usées, démontrant ainsi qu’il s’agit d’un nouveau type de floculant hautement efficace. Comparé au floculant PAC, le PAFC présente les caractéristiques suivantes : formation rapide de flocs, flocs denses et grossiers, et vitesse de sédimentation élevée au cours du processus de purification de l'eau par coagulation-floculation. Les matières en suspension et autres substances présentes dans l’eau sont adsorbées par les flocs grossiers et se déposent ensemble, ce qui entraîne une clarification immédiate de la qualité de l’eau. Il est particulièrement adapté à l’élimination rapide de la turbidité dans les eaux brutes à forte turbidité.

Utilisé dans le traitement des eaux usées, le PAFC offre non seulement une bonne efficacité de traitement et une grande facilité d'utilisation, mais il nécessite également un dosage réduit, présente de bonnes performances de décantation des flocs et laisse une faible teneur en aluminium résiduel dans l'eau épurée. Il s'agit d'un floculant polymère inorganique de qualité supérieure.

8.4.2 Préparation de sulfate ferrique de phosphore polymère (PFPS) à partir de résidus d'hématite

Li Jun, de l'Université de technologie de Wuhan, a mené une étude sur la préparation d'un nouveau floculant polymère, le sulfate ferrique de phosphore polymère (PFPS), en utilisant des résidus d'hématite comme matière première. En prenant comme objet d'étude les résidus de séparation magnétique de la mine d'hématite d'Enshi appartenant à WISCO, du PFPS à forte basicité a été préparé au moyen d'une série de procédés comprenant la lixiviation acide, la réduction et la polymérisation. Le PFPS ainsi obtenu a ensuite été utilisé pour traiter des eaux usées simulant celles issues de l'extraction du kaolin.

Des essais ont permis de déterminer les conditions optimales du procédé de lixiviation acide : température de 90 °C, durée d'agitation de 1,5 h, vitesse d'agitation de 400 tr/min et coefficient d'excès d'acide de 1,5. Pour le procédé de réduction, les conditions optimales étaient les suivantes : durée de 2 h, température de 50 °C et coefficient d'excès de ferraille de 1,4. Les conditions de polymérisation du PFPS étaient les suivantes : n(NaClO) : n(Fe²⁺) = 0,16, n(Na₃PO₄) : n(Fe²⁺) = 0,075, température de polymérisation de 75 °C et durée de polymérisation de 30 min.

Des essais de floculation ont été réalisés sur des eaux usées simulées issues du traitement du kaolin, en ajoutant du PFPS, du PFS et du PAC préparés en laboratoire. Les effets du pH, du dosage du floculant et du temps de décantation sur la turbidité résiduelle et la transmittance lumineuse ont été étudiés. Les résultats ont montré que les performances de floculation du PFPS préparé en laboratoire étaient nettement supérieures à celles du PFS et du PAC lors des essais de floculation.