Le changement de fournisseur s’est avéré crucial pour notre client fabricant de métaux d’alliages et d’aciers spéciaux à haute performance, spécialisé notamment dans la transformation de mattes de nickel en nickel métal et sels de nickel de très haute pureté. La nouvelle matte étant plus riche en magnésium et de structure mécanique différente, une complète réorganisation de son prétraitement était nécessaire.

Pour recycler efficacement les effluents liquides (boues d’hydroxydes de nickel chargées en magnésium), CMI Proserpol s’est vu confié la définition et la mise en œuvre d’un procédé permettant de se conformer aux normes environnementales en vigueur : un deuxième étage de traitement physico-chimique de précipitation sélective du magnésium et du nickel a été ajouté.

De son côté, CMI Europe Environnement a mis au point une solution complète de dépollution des gaz afin de traiter les émanations nocives et corrosives des produits chimiques (chlore/Cl2 et acide chlorhydrique/HCl) utilisés pour l’affinage du nickel.

L’ancien procédé générait essentiellement des rejets en chlore traités par un laveur spécifique. Cette phase est toujours présente dans le nouveau procédé mais correspond à une phase d’attaque de la matte après broyage. Le nouveau prétraitement transforme cette matte de nickel en pulpe, avec notamment une phase acide générant des rejets gazeux acides.

Du fait de la présence d’un nouveau composé acide à traiter (HCl), cette nouvelle installation a été conçue pour fonctionner suivant 3 modes :

  • Le mode 1 consiste à traiter uniquement les rejets acides issus du réseau de collecte des gaz acides contenant de l’acide chlorhydrique (HCl) au débit de 2200m3/h (ce mode correspond à la phase de démarrage du site ; durant cette phase l’ancienne colonne continue de traiter les gaz chlorés)
  • Le mode 2 permet de traiter la totalité des gaz (Cl2 + HCl). Ceux-ci sont dirigés et traités par la nouvelle unité de traitement d’air au débit de 4000m3/h ;
  • Le mode 3 est un mode maintenance qui permet à cette nouvelle unité de traitement d’air de supporter un pic de chlore pendant un court laps de temps au débit de 10500m3/h. Durant cette phase la colonne peut être alimentée en soude concentrée à un débit instantané supérieur à 100 m3/h.

Il s’agit d’une prestation clé en main : conception, réalisation, montage et mise en service des équipements.

La pièce maîtresse : un laveur de gaz en ECTFE

Les gaz sont neutralisés dans une tour de lavage à garnissage dans laquelle est pulvérisée une solution sodée. La température élevée des gaz entrants (≈80°C) et la forte exothermie de la réaction d’absorption du chlore par la soude, nous a obligés à prévoir un échangeur de chaleur de près de 5MW afin d’abaisser la température dans le laveur et éviter la formation de chlorates lors du fonctionnement en modes 2 et 3.

La spécificité du process client nécessitait l’usage de matériaux nobles, extrêmement résistants chimiquement. C’est pourquoi l’intérieur du laveur est réalisé en ECTFE (Ethylene ChloroTriFluoroEthylene), également connu sous le nom Halar®. A cause des coûts d’un tel matériau et de sa complexité de travail, l’ECFTE est utilisé en faible épaisseur : il constitue le revêtement interne du laveur et en assure la barrière chimique. L’extérieur du laveur est revêtu de fibre de verre/résine (Stratifié Verre Résine ou SVR) pour assurer la tenue mécanique de la colonne de lavage, dont la hauteur totale avoisine les 10 mètres (la hauteur de surface d’échange : 5,7 m).

Dans ces conditions, le renforcement mécanique est d’autant plus indispensable que la colonne de lavage travaille en dépression, celle-ci pouvant atteindre les -40 mbar.

Cet équipement a été entièrement conçu et réalisé dans l’atelier d’Aspach-Michelbach.

La soudure de l’ECTFE : tout un savoir-faire !

Ce matériau requiert des conditions de travail très exigeantes : d’une part, la soudure de l’ECTFE s’effectue sous gaz inerte (à l’azote), et, d’autre part, à cause des émanations toxiques pendant l’opération de soudage, le port d’équipement individuel de protection (EPI) spécifique est indispensable tel que le masque à insufflation d’air.

Les autres équipements qui font la différence…

Elément crucial du traitement d’air, le laveur de gaz est complémenté par :

  • une cheminée frettée SVR de 15m de haut avec supportage métallique
  • un dévésiculeur radial en PPh fretté en sortie de cheminée pour collecter la condensation chargée en acides
  • 2 x 2 ventilateurs haute pression dotés de turbine en PVDF et volute en PPh fretté
  • une plate-forme d’accès au laveur et aux ventilateurs comprenant une échelle munie de garde-corps
  • le réseau de gainerie de captation des gaz acides en PPh fretté au contact – SVR dont les raccordements sont en PVDF eu égard aux températures des réacteurs raccordés au laveur
  • le réseau de gainerie de captation des gaz chlorés en SVR massif,
  • toute l’instrumentation nécessaire au fonctionnement et à l’exploitation de l’installation.

Soudure de l’ECTFE avec port des EPI
Soudure de l’ECTFE avec port des EPI

Montage sur site et mise en service

CMI Services, certifié MASE, a assuré le montage de l’ensemble. L’installation a été démarrée après l’arrêt de production du site en juillet dernier. La réception définitive aura lieu à la fin de cette année.

Garantie de traitement

En dehors du mode maintenance (3), le mode standard (2) permet de traiter 1000 kg/h de Cl2 et 33 kg/h de HCl ; dans ces conditions la consommation de soude est de l’ordre de 350 l/h. Le rejet en chlore après traitement reste inférieur à 1 mg/m3 et celui en HCl inférieur à 1 ppm, ce qui est bien en dessous des exigences règlementaires usuelles.