Percée dans l'extraction de matières premières à partir de cendres d'incinération d'ordures ménagères

Grâce au nouveau procédé IRRT, proCLIR GmbH a réussi une percée dans le traitement des cendres d'incinération (cendres d'UIOM, cendres de grille, scories) : Jusqu'à 80 % de la matière sèche peuvent désormais être transformés en matières premières certifiées. La société Eggersmann Anlagenbau GmbH sera le constructeur exclusif d'installations pour ce procédé breveté.

  • UltraLit® : jusqu'à 95 % des minéraux des mâchefers peuvent être traités par le procédé IRRT pour obtenir des granulats reconnus légalement comme matière première à part entière (UE 305/2011 et DIN EN 12620).
  • UltraSilit® : Les résidus de verre dans les cendres HMV ne sont même pas pris en compte dans les procédés actuels - avec l'IRRT, jusqu'à 85 % peuvent être récupérés en qualité directement commercialisable.

Matières premières - pas de matériaux de construction de substitution

"Avec le procédé IRRT, une nouvelle ère s'ouvre dans l'économie circulaire", déclare Robert Eggersmann, docteur-ingénieur, convaincu par le procédé. Dr. Eggersmann est responsable de la numérisation chez Eggersmann et également l'un des trois directeurs de proCLIR. "L'utilisation jusqu'à présent de cendres de rouille préparées comme matériau de couche de base permet certes déjà de substituer des matériaux de construction, mais il ne s'agit pas encore de recyclage au sens de la récupération de matières premières. Cela va changer avec le nouveau procédé" Jusqu'à 80 % de la matière sèche peuvent être réutilisés comme matières premières/produits à part entière, conformément au règlement REACH et à la législation sur les produits chimiques et les produits (ECHA). Concrètement, il s'agit de la partie minérale et du verre contenu dans les cendres de grille. "Les granulats produits par notre procédé répondent aux exigences strictes de l'UE 305/2011 et de la norme DIN EN 12620. Ils peuvent donc être utilisés dans la production de béton pour des matériaux de construction de haute qualité et remplacent déjà des produits naturels disponibles en quantité limitée comme le sable et le gravier. En même temps, cela permet de réduire de manière significative les résidus à mettre en décharge", explique Claus Gronholz. En tant que responsable de la recherche et du développement chez proCLIR, il est le cerveau déterminant derrière le nouveau procédé. Depuis 2009, il effectue des recherches pour la société H.U.R. Hamburg GmbH (Hamburger Umwelt Recyclingtechnologien) sur des solutions de traitement des cendres de rouille dans son propre centre de recherche à Bispingen. Avec le nouveau procédé IRRT ("IRRT" pour "Innovative Ressource Recovery Technology"), les granulats contenus dans les cendres devraient dorénavant être extraits et traités à 95 % - pour le verre, l'entreprise indique une valeur également très élevée de 85 %. Les procédés utilisés jusqu'à présent dans le secteur ne prévoient généralement pas encore le traitement de ces matériaux. pourtant, selon Gronholz, le verre offre lui aussi un potentiel économique élevé : "Le verre produit par IRRT est si pur qu'il peut être utilisé sans autre traitement pour produire du verre cellulaire, un matériau isolant pour les bâtiments. C'est-à-dire précisément le matériau isolant qui, en raison de ses multiples propriétés, joue un rôle important, notamment dans la rénovation énergétique des bâtiments" La commercialisation des granulats produits par le procédé IRRT se fait sous le nom "UltraLit®" et celle du verre obtenu sous le nom "UltraSilit®".

 

L'IRRT permet de récupérer jusqu'à 95 % des métaux ferreux et jusqu'à 90 % des métaux non ferreux dans une qualité directement utilisable pour la fonte.

Récupération des métaux au plus haut niveau

La récupération des métaux dans les cendres de grille est déjà pratiquée aujourd'hui dans presque toutes les installations de traitement en raison de la valeur élevée des matériaux et de la facilité d'extraction du fer magnétique en particulier. Néanmoins, avec le nouveau procédé IRRT, proCLIR promet ici aussi une nouvelle dimension du traitement : si le taux de récupération des procédés actuels pour les métaux ferreux et l'acier inoxydable est d'environ 80 %, il peut atteindre 95 % avec IRRT. Pour les métaux non ferreux et les métaux précieux, le taux de recyclage est encore plus élevé. Par rapport à l'état actuel de la technique, qui atteint jusqu'à 64 %, proCLIR propose un taux allant jusqu'à 90 %. Cette valeur élevée résulte notamment de la récupération de métaux non ferreux et de métaux précieux d'une grande pureté à partir d'une taille de particules de 0,5 mm.

 

Un bilan environnemental positif

Le procédé IRRT permet d'obtenir à partir des cendres MV des équivalents de matières premières primaires qui, en raison de leur pureté ainsi que de leur qualité, remplacent la production de ces matières premières à partir de ressources primaires. Il s'agit là d'un facteur décisif pour établir une économie circulaire efficace en termes de ressources.

Les matières premières produites par le procédé IRRT offrent un potentiel d'économie de CO2 significatif en remplaçant l'extraction primaire. Parmi ces matières premières, on trouve

  • les métaux : fer, aluminium, cuivre, acier inoxydable, zinc, plomb, or, argent
  • le verre : verre RC UltraSilit pour la fabrication de matériaux d'isolation des bâtiments en verre cellulaire
  • le produit de construction : granulats UltraLit en remplacement du sable ou du gravier pour le béton
Comme les cendres sortent humides des incinérateurs, de nombreux procédés misent sur un séchage de plusieurs semaines - avec l'IRRT, ce processus coûteux est remplacé par une carbonatation dynamique dans un tambour de séchage.

Une rentabilité élevée

L'aluminium fin ne peut guère être récupéré par les procédés actuels, car les scories fraîches sont généralement stockées pendant plusieurs semaines pour être carbonatées. Pendant ce temps, le précieux aluminium se décompose. Le procédé IRRT fonctionne en revanche avec une carbonatation dynamique des scories fraîches, développée spécialement à cet effet. Ainsi, premièrement, le stockage des énormes quantités de cendres MV, qui prend non seulement du temps mais aussi de la place, n'est plus nécessaire et, deuxièmement, l'aluminium n'a pas le temps de s'oxyder. En outre, l'ensemble du procédé IRRT consomme particulièrement peu et est donc très économique : "Notre consommation d'eau est justement extrêmement faible. De nombreux procédés fonctionnent avec un rapport eau/solides de 5 à 1 - nous nous en sortons avec seulement 0,3 à 1 et n'avons même pas besoin d'eau fraîche pour le traitement. Cela réduit considérablement les coûts, facilite les procédures d'autorisation et fait qu'une usine IRRT ne produit pas d'eaux usées", explique André Gronholz. André Gronholz est le fils de Claus Gronholz et soutient son père dans le développement du procédé. Il dirige ainsi l'installation pilote de Bispingen et est également directeur de proCLIR. Il ajoute : "Ne serait-ce que par la récupération des métaux, le procédé est extrêmement rentable et ne nécessite aucun paiement supplémentaire de la part de l'exploitant de l'usine d'incinération. Si l'on ajoute la commercialisation des granulats et du verre, on peut s'attendre à un retour sur investissement en seulement 4 à 5 ans" Tant la qualité élevée des matières premières produites que l'efficacité particulière du procédé en lui-même sont attribuées à trois systèmes spécialement développés. Le cœur de l'IRRT est constitué par la carbonatation dynamique (DyCAR), la minéralisation à grande vitesse (RoTAC) et le nettoyage à haute fréquence (ReUST).

 

Le nettoyage innovant à haute fréquence ReUST fonctionne par sonofragmentation, qui consiste à faire sauter les particules instables.

Jusqu'à 70 % de masse de décharge en moins

Comme les cendres MV sont refroidies dans un bain d'eau après le traitement thermique, la proportion d'eau est assez élevée. Dans la première étape du procédé IRRT, l'eau encore contenue dans les mâchefers frais est donc évaporée dans un processus de séchage. La masse sèche restante permet ensuite de produire jusqu'à 80 % de matières premières directement commercialisables d'une grande pureté et qualité. Au total, il ne reste donc plus qu'environ 20 % de la matière première initiale à mettre en décharge. Ce reste de fines et de boues d'eau de traitement possède toutefois des propriétés pouzzolaniques et se solidifie de lui-même lorsqu'il est mélangé. Il en résulte automatiquement un puits de pollution conforme aux directives DK-1.

 

"L'incinération des déchets est inévitable"

"L'incinération des déchets est inévitable selon les normes actuelles. Ce qui est évitable en revanche, c'est la perte de matières premières qui se retrouvent dans les cendres de l'UM lors du traitement thermique des déchets", explique Jörg Eckardt en tant que troisième directeur. Il travaille depuis 30 ans dans le secteur et a une longue expérience en tant que directeur dans la construction d'installations d'UIOM. "Étant donné que le traitement thermique des déchets assume des tâches indispensables dans la gestion des déchets et que l'idée d'un recyclage sans fin des déchets n'est encore que pure théorie dans un premier temps, nous devons nous pencher sur la question. De plus en plus de pays sont confrontés à des problèmes environnementaux massifs dus à la mise en décharge des déchets. L'incinération réduit déjà la quantité de déchets mis en décharge d'environ 75 %, diminue la pollution de l'environnement et exploite en même temps le potentiel énergétique des déchets ménagers, qui est par exemple comparable à celui du lignite, mais qui, grâce aux techniques disponibles aujourd'hui, entraîne beaucoup moins de pollution de l'environnement. Objectivement, les UIOM continueront donc à avoir leur raison d'être" Claus Gronholz ajoute : "C'est exactement ce qui a motivé le développement de ce procédé. Il devait s'agir d'une solution pratique qui tienne compte de l'ensemble du potentiel de valorisation des cendres d'UM et qui puisse être mise en œuvre directement dans l'exploitation de l'UMV. C'est là que le procédé IRRT peut déployer tout son potentiel et offrir un moyen de rendre le traitement thermique nettement plus durable.

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