Recyclage de déchets industriels, phosphogypse et cendres volantes, dans des matériaux de construction Recycling of industrial wastes, phosphogypsum and fly ash, in building materials

Abstract

L’industrie des céramiques traditionnelles, en particulier celle des matériaux de construction, connaît actuellement un important essor au Maroc. Une demande croissante se traduit par la création ou l’expansion de plusieurs unités de production (cimenteries, briqueteries,…). Ces matériaux, produits en fort tonnage, sont susceptibles de confiner certains déchets industriels dans un souci de respect environnemental. Ce confinement ne doit avoir de retombées négatives ni sur la performance du matériau, ni sur la santé. Notre objectif est le recyclage de ces déchets (produits à plusieurs millions de tonnes annuellement) qui sont actuellement soit rejetés en mer ou stockés par leur mise en terril. L’objet de ce travail est le recyclage de deux sous produits industriels : le phosphogypse (rejet de la production de l’acide phosphorique) et les cendres volantes (résidus de centrales thermiques) par leur intégration dans la formulation de produits de la terre cuite. L’avantage est que la microstructure de ces matériaux présente une phase vitreuse susceptible de confiner certains métaux lourds sources de radioactivité. Plusieurs formulations ont ainsi été préparées. Les produits sont caractérisés (DRX, porosimétrie, comportement mécanique,..) en fonction de leur teneur en additifs, de la température de cuisson,… . L’ensemble des résultats est encourageant et nous permet de proposer les paramètres optimaux pour une substitution avantageuse des argiles par le phosphogypse et les cendres volantes pour l’élaboration de briques de terre cuite. The ceramics industry in particular traditional building materials, is undergoing a major expansion in Morocco. An increasing demand results in the creation or expansion of several production units (cement, brick …) throughout the country. These materials, produced in large tonnages, are likely to contain some industrial waste capable of causing environmental problems. This confinement should have no negative impact on the performance of the material nor on users’ health. Our goal is the proper use of this waste (produced several million tons annually) which is being disposed by discharging it into the sea, or by its burial nearby the place of production. The purpose of this work is the recycling of two different industrial wastes: the phosphogypsum (rejection of the production of phosphoric acid) and fly ash (residue thermal from power stations) by integrating them into the formulation of clay brick products. The advantage behind this process is that the microstructure of these products has a glassy phase that may confine some dangerous heavy metals radioactive sources. The products are characterized (XRD, porosimetry, mechanical strength …) according to their content of additives, firing temperature… The overall results are encouraging and allow us to offer the optimal settings for a beneficial substitution of clays by phosphogypsum and fly ash for the development of clay brick.