Du fer frais à partir d'anciennes boues minières

Grand intérêt pour l'installation pilote

06.12.2024
TU Bergakademie Freiberg

Une fois que les boues minières ont traversé le processus innovant, de l'eau propre et une boue résiduelle sont produites.

Cela ressemble à une utopie : les boues minières sont transformées en métaux précieux et en nouveaux matériaux de construction. Au cours des trois dernières années, des chercheurs de la TU Bergakademie Freiberg ont testé avec succès ce processus innovant dans une usine pilote. L'équipe a réussi à extraire le fer et le zinc des boues minières et des eaux usées et à transformer les résidus en un matériau de construction basé sur la technologie des géopolymères. Au final, ils rejettent de l'eau propre dans le cours d'eau d'origine. Les chimistes ont prouvé que ce procédé innovant fonctionne dans le Roter Graben, près de Freiberg, et souhaitent le développer à l'avenir avec des partenaires régionaux. Cependant, la technologie de recyclage pourrait également fournir des solutions pour l'après-mine dans d'autres régions.

Dans l'ancienne zone minière, l'eau ferreuse et plus de 13 000 mètres cubes de boues provenant du district minier de Freiberg s'infiltrent dans un cours d'eau artificiel, le "Roter Graben". Ce qui est considéré comme un site contaminé et doit être dragué et éliminé à grands frais est pompé à travers un filtre-presse et déshydraté dans le nouveau processus. "Plusieurs membranes filtrent les composants solides et éliminent les métaux lourds dans une étape ultérieure", explique le professeur Martin Bertau de l'Institut de chimie technique de la TU Bergakademie Freiberg. Il en résulte de l'eau propre et des boues résiduelles.

De ces résidus, l'équipe de Bertau extrait les métaux précieux que sont le fer et le zinc. Les chercheurs utilisent un processus établi pour s'assurer que l'ensemble du processus peut être exploité de manière économique. "Le matériau peut être utilisé dans une fonderie qui produit du fer et du zinc à partir de lui", explique le Dr Michael Kraft, membre de l'équipe du projet. "À Freiberg, par exemple, il s'agirait de Befesa GmbH. Les polluants que sont l'arsenic, le plomb et le cadmium s'accumulent dans le précipitateur électrostatique et sont ainsi définitivement retirés de l'environnement et éliminés de manière appropriée. Cela permet non seulement de récupérer les matériaux précieux contenus dans les boues, mais aussi de résoudre un véritable problème environnemental. Les chimistes recyclent même les résidus minéraux restants. Nous pouvons les transformer en matériaux de construction géopolymères en les mélangeant avec de l'argile cuite et de la soude caustique, ce qui est connu chez nous sous le nom de "drain-free"", explique le Dr Michael Kraft.

Une alternative au ciment respectueuse du climat

Les géopolymères sont des liants dont la composition est calquée sur celle des minéraux naturels. Leurs propriétés sont égales, voire supérieures, à celles du ciment. Par exemple, les boues minières peuvent être utilisées pour produire des briques stables qui peuvent être recyclées indéfiniment. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet pour leur procédé. En ce qui concerne la directive-cadre sur l'eau de l'UE, qui exige le traitement des eaux minières, une contribution importante peut être apportée à un stade précoce pour répondre aux exigences officielles et soulager la nature des polluants. "La technologie d'utilisation des boues minières ne permet pas seulement d'économiser de l'espace dans les décharges", explique le professeur Martin Bertau. "Environ 8 % des émissions mondiales deCO2 sont imputables au ciment. Avec les géopolymères, elles peuvent être réduites de 80 % - c'est une vraie contribution au climat", résume le Dr Michael Kraft.

Grand intérêt pour l'usine pilote

Plusieurs sites ont déjà manifesté leur intérêt pour les conteneurs d'essai. "L'installation d'essai sera nettoyée pendant l'hiver et déplacée au printemps", expliquent les chimistes. En effet, la technologie de Freiberg sera présentée dans le pavillon allemand de l'Exposition universelle 2025 à Osaka l'année prochaine.

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