Traitement en milieu alcalin des amphiboles

La structure des amphiboles (Cf. Chapitre I) montre que les sites sensibles à la dissolution acide constitués par les octaèdres MO6 (M = Mg, Fe) sont emprisonnés par des couches de silice (tétraèdres de SiO4) inertes en milieu acide. Il est donc nécessaire de mettre en place un procédé chimique de dissolution de ces couches de silice pour détruire les amphiboles. Un seul acide,

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l’acide fluorhydrique HF, est susceptible de dissoudre la silice. Cependant, l’utilisation de l’acide fluorhydrique est à éviter pour des raisons de sécurité. C’est pourquoi un traitement en milieu alcalin a été mis en place afin de dissoudre les couches de silice et de détruire ce type d’amiante.

Des essais ont tout d’abord été réalisés sur des amphiboles pures (amosite et crocidolite) puis sur la phase solide issue du traitement acide du MCA joint (contenant de la crocidolite). Afin de déterminer les conditions optimales de traitement, différents paramètres expérimentaux (concentrations, temps de réaction, etc..) ont été testés.

Ce procédé est réalisé en milieu fermé à l’aide d’autoclaves équipés d’une chemise en téflon (PTFE-lined) de 50 millilitres. De la soude (NaOH) est utilisée comme solvant alcalin. Les différents essais sont tous réalisés avec un remplissage à 60% de l’autoclave à une température de 180°C selon des conditions établies précédemment.

Figure III.17 : Schéma du montage l’autoclave lors du traitement alcalin

Amphiboles pures :

Différentes concentrations de soude ainsi que deux temps de traitement sont testés sur la crocidolite (utilisée ici comme amphibole de référence). Le traitement est aussi testé avec l’amosite en condition non-optimisée afin de vérifier son efficacité sur toutes les amphiboles.

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Le Tableau III.12 rassemble les conditions des différents essais effectués ainsi que les résultats obtenus sur les solutions issues du traitement alcalin par spectroscopie de fluorescence X. Tableau III.12 : Analyse par fluorescence X des solutions obtenues après le traitement alcalin des amphiboles pures

Type

d’amiante ^{CNaOH Durée Composition des solutions}

Dissolution des fibres

Amosite 10 M 5 jours 83% Na et 17% Si Oui

Crocidolite 10 M 5 jours ^{82% Na, 15% Si, 1,3% Mg et}

0,6% Fe ^Oui

Crocidolite 10 M 4 jours ^{82% Na, 17% Si, 0,5% Mg et}

0,5% Fe ^Oui

Crocidolite 7,5 M 4 jours ^{80% Na, 19% Si, 0,6% Mg et}

0,4% Fe ^Oui

Crocidolite 5 M 5 jours 97% Na et 3% Si Non

Comme le montre ce tableau, la crocidolite comme l’amosite ont pu être dissoutes avec de la soude concentrée à 10 moles par litre pour une durée de traitement de 5 jours. Des tests ont ensuite été menés afin de limiter la concentration et la durée de traitement. Cette durée de traitement a pu être abaissée à 4 jours avec une concentration en soude de 7,5 mol.L^-1, l’expérience avec NaOH 5M n’ayant pas permis la dissolution complète des fibres. Dans ce cas, on constate une légère dissolution confirmée par la présence de silicium dans la solution analysée après traitement. Le fer présent dans les solutions du traitement de la crocidolite provient d’une suspension « colloïdale » que nous avons par la suite filtrée et analysée en fluorescence X (99% Fe). Une analyse par diffraction des rayons X n’a pu être effectuée sur cette suspension du fait des trop faibles quantités récupérées. Il est important de noter qu’après le traitement de l’amosite, un précipité noir a pu être récupéré par filtration (en très petite quantité). Ce précipité a ensuite été lavé puis séché afin d’obtenir une poudre qui a pu être analysée par fluorescence et par diffraction X. L’analyse par fluorescence X a révélé que cette poudre contenait du fer, du magnésium ainsi que de la silice. Le diffractogramme de cette poudre est représenté sur la Figure III.18.

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Figure III.18 : Analyse par diffraction des rayons X de la poudre issue du traitement alcalin de l’amosite

Deux phases sont retrouvées dans cette poudre : de la magnétite Fe3O4 (ICDD 01-086-1346) ainsi que de l’antigorite 4MgO-2SiO2,2H2O (ICDD 00-002-0098) tandis qu’aucun des pics caractéristiques de l’amosite ne sont retrouvés. Le fer présent dans la magnétite provient donc du fer provenant de la crocidolite. La coquille de silice des fibres a été dissoute par le traitement libérant le fer. Il en est de même pour le magnésium que l’on retrouve dans la composition de l’antigorite. Il est intéressant de noter que l’antigorite fait partie de la même famille que le chrysotile (serpentine) mais qu’elle ne se présente pas sous la forme de fibres (composé non dangereux pour la santé de l’Homme).

Matériaux contenant de l’amiante :

Le traitement en milieu alcalin ayant prouvé son efficacité sur les amphiboles, des essais sur la silice contenant de la crocidolite, provenant du traitement du MCA joint traité à l’acide nitrique, ont été effectués (Tableau III.13).

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Tableau III.13 : Analyse par fluorescence X des solutions obtenues après le traitement de la silice contenant de la crocidolite

Déchets CNaOH Durée Composition des solutions ^{Dissolution des} fibres

Silice + Cro 10 M 5 jours 80% Na, 19% Si et 1% Fe Oui

Silice + Cro 10 M 4 jours 81% Na, 18,5% Si et 0,5% Fe Oui

Silice + Cro 7,5 M 4 jours 79% Na, 20% Si et 1% Fe Oui

Ces résultats prouvent que le traitement alcalin permet la dissolution complète du résidu issu du traitement acide du MCA Joint. En effet, la silice présente dans la matrice et dans les fibres d’amphiboles a été complètement dissoute pour 4 jours de traitement avec une concentration en soude de 7,5 mol.L-1 (conditions optimales). Ici encore, le fer présent dans la composition des solutions se présente sous la forme d’une suspension « colloïdale ». Cette suspension a été filtrée puis analysée à l’aide du MEB-EDS (Figure III.19). Les images montrent la présence de deux phases distinctes : une première composée de « cristaux » de plusieurs dizaines de micromètres (Figure III.19A) et une deuxième possédant une structure d’une taille inférieure à 10 micromètres (Figure III.19B). Ces deux phases ont été analysées à l’aide de l’EDS qui a montré que la phase A était composé majoritairement de sodium et d’un mélange de fer et de sodium pour la phase B. Ce résidu ne fera pas l’objet d’une valorisation car les faibles quantités récupérées ne le permettent pas.

Figure III.19 : Microscopie électronique à balayage du résidu issu du traitement en milieu alcalin du MCA joint

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