L’alliance du feu et de la pierre calcaire a donné à l’homme depuis des milliers d’années un élément irremplaçable : la chaux.
Les Égyptiens l’ont employée pour édifier les pyramides, les Romains pour leurs monuments et construire des routes. Si le bâtiment et l'agriculture ont été pendant longtemps ses principaux utilisateurs, la chaux est utilisée aujourd’hui dans des domaines de pointe tels que l'industrie agroalimentaire, l’industrie chimique et la préservation de l’environnement.
On le constate en examinant les tonnages de chaux grasses mises en œuvre en France pendant l’année 1991 dans l’industrie :
Papeterie, cartonnerie ................................ | 56 861 t |
Chimie, pétrochimie ....................................... | 66 922 t |
Traitement des minerais et métaux non ferreux ... | 89 123 t |
Épuration des effluents gazeux ....................... | 89 460 t |
Bâtiment et matériaux de construction .............. | 90 612 t |
Traitement des eaux de consommation et des eaux résiduaires ................................................. | 229 393 t |
Aciéries ............................................................ | 1 151 986 t |
On peut observer à ce sujet que, si depuis 10 ans, le marché global n’a augmenté que d’environ 3 %, par contre, le domaine du traitement des eaux a progressé de 17 % et que de nouvelles applications, telles que le traitement des effluents gazeux, sont apparues, ce qui s’explique entre autres par l’évolution de la qualité des chaux.
En effet, la connaissance de la pierre et des gisements, les progrès technologiques intervenus dans la conception des fours modernes, la qualité des combustibles, la maîtrise des équipements d’hydratation, les techniques d’analyse modernes et rapides permettent aux chaufourniers de parfaitement maîtriser la qualité des productions et ainsi d’être à même de fournir le type de chaux adapté à l’application envisagée. Le paramètre qualitatif étant de mieux en mieux maîtrisé, les techniques de mise en œuvre par dosage automatique sont d’une grande efficacité et conduisent à des économies de consommation pour des résultats de traitement constants.
La chaux sous toutes ses formes
En roche ou en poudre de différentes granulométries, la chaux a été constamment conditionnée en fonction, d’une part, des besoins de la clientèle et d’autre part des moyens de transport et stockage.
Pendant de nombreuses années, la chaux en roche a été livrée principalement en sacs, ou en vrac (au moyen de bennes). Par la suite, la distribution par citernes à déchargement pneumatique autonome s’est très largement développée depuis l’apparition de celles-ci. Ce simple changement de conditionnement a bouleversé les techniques de mise en œuvre de la chaux. En effet, le dépotage de la citerne vers un silo équipé d’une vis d’extraction permettant la mise en œuvre de la chaux à l’endroit voulu ne nécessite aucune manutention, supprime les pertes de produits par accident de manipulation, améliore de façon très importante le confort et la sécurité du personnel (figure 1).
Tableau I
Tableaux comparatifs des conditions d’emploi de la chaux
Agents basifiants
Éléments de comparaison | Chaux pulvérulente | Lait de chaux Aquacal | Autres |
Prix unitaire | très bas | bas | élevé |
Forme | poudre | liquide | liquide |
Réception du produit | sacs ou silos | cuve | cuve |
Produits résiduaires | insolubles | insolubles | solubles |
Investissements | important | faible | faible |
Maintenance | oui | non | non |
Agents de conditionnement des boues
Éléments de comparaison | Chaux pulvérulente | Lait de chaux Aquacal | Polyélectrolytes |
Prix unitaire | très bas | bas | très élevé |
Réception du produit | sacs ou silos | cuve | sacs |
Mise en œuvre | installation d’extinction et/ou de dilution | installation de dilution | — |
Corrosivité | non | non | élevée |
Précision du dosage | faible | élevée | élevée |
Stabilité des boues | excellente | excellente | faible |
Valorisation possible en agriculture | oui | oui | difficile |
Stabilité du réactif | bonne | excellente | faible |
Déshydratation mécanique | excellente | excellente | moyenne |
En cas d’incinération | sous-produits connus et visibles | sous-produits connus et visibles | sous-produits inconnus et invisibles |
Cette évolution a conduit les industriels à investir de façon importante en silos de stockage et en matériel de dosage de chaux. Il est donc évident que seuls les consommateurs importants ont abandonné le sac au profit du vrac pulsé. Dans ces conditions, et pour répondre aux besoins des industriels et des collectivités qui manifestaient leur intérêt pour une nouvelle présentation, un nouveau conditionnement a été élaboré : le lait de chaux prêt à l'emploi (Aquacal).
Le lait de chaux prêt à l'emploi
Ce nouveau produit ne peut toutefois pas être utilisé par l'ensemble des industriels ou collectivités. Divers facteurs entrent en effet en jeu : l’importance de la consommation, la nature du traitement à appliquer, mais aussi des paramètres tels que le coût des investissements à engager pour mettre en œuvre des technologies correspondantes, la valorisation des déchets... (tableau I, figures 1 et 2).
L’étude correspondante est généralement réalisée lors d’une construction
[Photo : Équipement de stockage de chaux pulvérulente et de production de lait de chaux.]
[Photo : Coupe schématique de l’équipement de stockage et de la mise en œuvre de lait de chaux prêt à l’emploi Aquacal.]
[Photo : Répartition granulométrique d’un lait de chaux de qualité médiocre (grain moyen = 22,39 microns).]
[Photo : Répartition granulométrique d’un lait de chaux de bonne réactivité (grain moyen = 5,61 microns).]
Tableau II
Comparaison entre l'utilisation de la chaux hydratée pulvérulente et du lait de chaux prêt à l'emploi
Caractéristiques |
Chaux hydratée pulvérulente Supercalco (déc. 1988 – fév. 1990) |
Lait de chaux prêt à l'emploi Aquacal (avr. 1990) |
Nombre de filtres |
107 |
29 |
Ca(OH)₂ utilisé |
43 t |
27,4 t Aquacal ou 8,2 t de poudre |
FeCl₃ utilisé |
14,2 t |
3,9 t |
Prix par filtre |
422 F |
361 F |
Contribution par filtre : Ca(OH)₂ |
402 kg (100 %) |
283 kg (70,5 %) |
Contribution par filtre : FeCl₃ |
137 kg (100 %) |
135 kg (98,5 %) |
Neuve ; néanmoins, certains utilisateurs sont menés à lancer cette étude dans le cadre d’un souci d’abaissement des coûts d’exploitation ; la station d’épuration IBW Rosières nous propose ainsi une étude comparative (tableau II), qui démontre l’intérêt du lait de chaux prêt à l'emploi.
Le gain de consommation de 29,5 % cumulé à la quasi-disparition des coûts de maintenance les a conduits à abandonner l’unité de production de lait de chaux au profit de l’utilisation de l’Aquacal. Si le gain de consommation peut s’expliquer par de multiples facteurs tels que la constance de concentration, la précision des dosages, la réactivité du lait de chaux, il découle principalement du profil granulométrique du lait de chaux utilisé (figures 3 et 4).
Il est utile de préciser qu’un faible grain moyen favorise la surface spécifique de contact, facteur déterminant pour la vitesse de réaction et les rendements réactionnels.
Conclusion
Le lait de chaux prêt à l'emploi, nous l’avons vu, supprime bien des contraintes de mise en œuvre. Cette caractéristique a engendré le développement de traitements ponctuels tels que :
- - le traitement des lagunes, dans le but d’élever le pH et de bloquer la fermentation ;
- - le conditionnement de boues avant filtration sur filtre-presse mobile ; ces boues enrichies en hydroxyde de calcium sont parfois destinées à l'épandage agricole.
Pour l'exécution de telles opérations, certains fournisseurs proposent l’utilisation d’un matériel mobile de stockage, matériel qui est également employé dans l’industrie en cas de panne du poste de chaulage ou d’essais de traitement avant engagement des investissements (figure 5).
[Photo : Figure 5]
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