{"id":36024,"date":"2023-02-16T07:32:24","date_gmt":"2023-02-16T07:32:24","guid":{"rendered":"https:\/\/mineralmilling.com\/lavage-du-charbon-et-chlorure-de-zinc-une-combinaison-cruciale\/"},"modified":"2024-09-18T14:02:46","modified_gmt":"2024-09-18T12:02:46","slug":"lavage-du-charbon-et-chlorure-de-zinc-une-combinaison-cruciale","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mineralmilling.com\/fr\/lavage-du-charbon-et-chlorure-de-zinc-une-combinaison-cruciale\/","title":{"rendered":"Lavage du charbon et chlorure de zinc : une combinaison cruciale"},"content":{"rendered":"\n

\n\t\tLavage du charbon et chlorure de zinc : une combinaison cruciale\n\t<\/h2>\n\t

Le charbon extrait n’est pas un mat\u00e9riau digne de la combustion moderne, en raison de sa grande quantit\u00e9 de compos\u00e9s soufr\u00e9s, entre autres. Lorsqu’ils sont br\u00fbl\u00e9s, ils lib\u00e8rent des gaz toxiques. Le lavage du charbon r\u00e9duit la quantit\u00e9 de ces gaz lib\u00e9r\u00e9s lors de la combustion – en aidant \u00e0 les \u00e9liminer du charbon. L’ajout de chlorure de zinc \u00e0 un proc\u00e9d\u00e9 d’enrichissement du charbon peut conduire \u00e0 la production de produits \u00e0 charbon actif.<\/em><\/p>\n

\n\t\tUne introduction au lavage du charbon\n\t<\/h2>\n\tLe lavage du charbon – \u00e9galement connu sous le nom d’enrichissement du charbon – est un processus par lequel le charbon extrait est trait\u00e9 avec de l’eau pour \u00e9liminer le soufre et d’autres impuret\u00e9s avant d’\u00eatre br\u00fbl\u00e9 comme combustible. Le lavage du charbon fait partie de la pr\u00e9paration du charbon, qui comprend d’autres \u00e9tapes telles que le concassage et le calibrage. Les impuret\u00e9s peuvent inclure le sol et d’autres roches, en plus des compos\u00e9s soufr\u00e9s. Une fois lav\u00e9, le
\n charbon<\/a>
\n<\/u> aura une teneur globale en cendres plus faible, ce qui signifie qu’il est plus facile \u00e0 transporter et qu’il s’agit d’un combustible de meilleure qualit\u00e9(1). La teneur en cendres peut \u00eatre r\u00e9duite d’environ 40 \u00e0 45% \u00e0 aussi bas que 30%. Dans le cadre du processus, le charbon doit \u00eatre d\u00e9shydrat\u00e9, ce qui est g\u00e9n\u00e9ralement r\u00e9alis\u00e9 par centrifugation, criblage des boues ou filtration conventionnelle, selon le type de charbon.\n

Les carburants \u00e0 forte teneur en soufre sont peu performants sur le plan environnemental – lib\u00e9rant des oxydes de soufre dans l’atmosph\u00e8re, ce qui entra\u00eene une pollution atmosph\u00e9rique et des pluies acides.<\/p>\n

L’une des pr\u00e9occupations li\u00e9es au lavage au charbon est la quantit\u00e9 d’eau utilis\u00e9e. Les valeurs d’environ 45 m\u00e8tres cubes par tonne de charbon sont monnaie courante. C’est-\u00e0-dire qu’il faut 45 tonnes d’eau pour laver une tonne de charbon. Le lavage du charbon fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 l’ensemble des processus d’am\u00e9lioration du charbon.<\/p>\n\t\t\t\t\"Carbone\"\n

\n\t\tLavabilit\u00e9\n\t<\/h2>\n\t

La lavabilit\u00e9 fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 l’essai d’une substance particuli\u00e8re afin de d\u00e9terminer les conditions id\u00e9ales pour \u00e9liminer les impuret\u00e9s, qui est calcul\u00e9e sur une base de densit\u00e9. Les m\u00e9thodes standard actuelles pour calculer cela, dans le cas du charbon, comprennent la chute d’un \u00e9chantillon dans un liquide de densit\u00e9 connue et la mesure du temps n\u00e9cessaire pour couler. C’est ce qu’on appelle les essais de flottaison et de descente. Le charbon a une densit\u00e9 d’environ 1 300 kg m-3, tandis que les mati\u00e8res min\u00e9rales (c’est-\u00e0-dire les impuret\u00e9s pr\u00e9sentes, \u00ab cendres \u00bb) ont souvent des densit\u00e9s sup\u00e9rieures \u00e0 2 000 kg m-3<\/sup>(2). On peut donc en d\u00e9duire qu’un \u00e9chantillon de charbon de densit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e contiendra une proportion plus \u00e9lev\u00e9e de cendres – parce que les cendres sont plus denses que le charbon(3). La norme pour les liquides de densit\u00e9 connue a tendance \u00e0 \u00eatre de nature organique – perchloro\u00e9thyl\u00e8ne, bromoforme et t\u00e9trabromo\u00e9thane. L’inconv\u00e9nient est qu’ils sont tous toxiques et qu’ils sont tous volatils par rapport \u00e0 l’eau. Les solutions concentr\u00e9es ou satur\u00e9es de chlorure de zinc dans l’eau deviennent des solutions de rechange populaires aux solvants organiques pour les essais de lavabilit\u00e9(4). La diff\u00e9rence de teneur en humidit\u00e9 est bien connue et prise en compte, les effets de surface tels que la solubilit\u00e9 du c\u00f4t\u00e9 du charbon \u00e9tant minimes(5). Les solutions de chlorure de zinc ont tendance \u00e0 \u00eatre utilis\u00e9es pour les essais en flottaison et en puits dans le r\u00e9gime de 1 200 \u00e0 1 800 kg m-3<\/sup> (6).<\/p>\n\t\t\t\t\"Eau\n

\n\t\tS\u00e9paration lourde des milieux\n\t<\/h2>\n\t

Bas\u00e9e sur les principes \u00e9tablis dans les essais de lavabilit\u00e9, la s\u00e9paration des milieux lourds est une m\u00e9thode utilis\u00e9e pour \u00e9liminer certains compos\u00e9s d’un m\u00e9lange. Elle repose sur la gravit\u00e9 sp\u00e9cifique d’un mat\u00e9riau sup\u00e9rieure ou inf\u00e9rieure \u00e0 celle du liquide dans lequel il a \u00e9t\u00e9 plac\u00e9. La modulation de ce principe peut entra\u00eener l’ajout d’un \u00e9chantillon \u00e0 un liquide, avec un mat\u00e9riau \u00e0 haute densit\u00e9 qui s’enfonce et un mat\u00e9riau \u00e0 faible densit\u00e9 qui flotte(7). Une extension simple du processus m\u00eame utilis\u00e9 pour d\u00e9terminer la lavabilit\u00e9 est le processus utilis\u00e9 pour s\u00e9parer les fluides lourds dans le lavage du charbon. Le principal min\u00e9ral contenant du soufre dans le charbon est la pyrite, qui, dans la s\u00e9paration des milieux lourds, coule.<\/p>\n

Souvent, une combinaison de solution satur\u00e9e de chlorure de zinc avec un autre solvant est utilis\u00e9e pour assurer une certaine densit\u00e9, et donc un comportement de s\u00e9paration sp\u00e9cifique. C’est le cas, par exemple, de la s\u00e9paration de charbon hautement bitumineux d’une mine en Turquie, o\u00f9 une solution d’alcool isopropylique, de t\u00e9trachlorure de carbone et de chlorure de zinc d’une densit\u00e9 de 1 400 kg m-3<\/sup> a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e(8). Le charbon – bien que de qualit\u00e9 relativement m\u00e9diocre – flottait et \u00e9tait compl\u00e8tement s\u00e9par\u00e9 des cendres et autres min\u00e9raux, qui ont coul\u00e9.<\/p>\n

L’utilisation d’une gamme de solutions de chlorure de zinc \u00e0 des densit\u00e9s allant de 1 100 \u00e0 1 750 kg m-3<\/sup> a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour sonder les effets du processus de flottaison de la mousse sur le lignite de lavage. Le processus de moussage est un d\u00e9veloppement du proc\u00e9d\u00e9 conventionnel de s\u00e9paration des milieux lourds, utilisant du k\u00e9ros\u00e8ne pour am\u00e9liorer la collecte de la mati\u00e8re organique souhait\u00e9e – qui flotte. Plus de 90 % des compos\u00e9s soufr\u00e9s du lignite ont \u00e9t\u00e9 \u00e9limin\u00e9s, mais avec peu d’effet en raison de la densit\u00e9 du chlorure de zinc en solution(9). La quantit\u00e9 de ZnCl2<\/sub> pr\u00e9sente dans cette \u00e9tude ne semblait pas avoir beaucoup d’importance.<\/p>\n

Fondamentalement, ces deux exemples montrent le potentiel d’am\u00e9lioration des charbons de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure comme le lignite. Ceci est important car plus de 50% des gisements de charbon restants dans le monde sont des exemples de charbons de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure(10).<\/p>\n\t\t\t\t\"poussi\u00e8re\n

\n\t\tChlorure de zinc et carbone : r\u00e9activit\u00e9\n\t<\/h2>\n\t

Pour ne pas \u00eatre en reste avec des propri\u00e9t\u00e9s et des utilisations bas\u00e9es uniquement sur les techniques de s\u00e9paration physico-chimique, le charbon et le chlorure de zinc sont r\u00e9actifs l’un avec l’autre. La d\u00e9shydrog\u00e9nation sp\u00e9cifique du charbon expos\u00e9 au chlorure de zinc repr\u00e9sente environ 12 % de l’hydrog\u00e8ne contenu dans le charbon lui-m\u00eame(11). Ceci est particuli\u00e8rement int\u00e9ressant car une telle d\u00e9shydrog\u00e9nation peut se produire \u00e0 des temp\u00e9ratures inf\u00e9rieures<\/em> \u00e0 celles auxquelles la pyrolyse se produirait normalement(12). C’est ce comportement r\u00e9actif qui conduit, en partie, \u00e0 la production de compos\u00e9s de charbon actif \u00e0 partir du charbon. Il convient de noter que lors de la pyrolyse de charbons ayant une teneur en soufre sup\u00e9rieure \u00e0 la moyenne, du sulfure de zinc peut se former, ce qui r\u00e9duit efficacement la d\u00e9sulfuration(13).<\/p>\n

\n\t\tProduction de compos\u00e9s de charbon actif\n\t<\/h2>\n\t
\n Le<\/a>
\n<\/u> charbon actif (\u00e9galement connu sous le nom de charbon actif) est une forme de charbon qui a \u00e9t\u00e9 trait\u00e9e de telle sorte qu’elle a de nombreux pores petits et de faible volume. La pr\u00e9sence de tels pores cr\u00e9e une surface massive – qui est alors disponible pour des r\u00e9actions chimiques ou des processus d’adsorption. Il est g\u00e9n\u00e9ralement d\u00e9riv\u00e9 du charbon de bois, mais il existe des m\u00e9thodes pour le fabriquer \u00e0 partir de sources de carbone de qualit\u00e9 inf\u00e9rieure, telles que le charbon bitumineux, en utilisant des compos\u00e9s tels que l’oxyde de zinc.\n

Le chlorure de zinc est essentiel \u00e0 l’activation du charbon, o\u00f9 il se comporte principalement comme un agent d\u00e9shydratant post-carbonisation (chauffage \u00e0 temp\u00e9rature relativement basse). L’\u00e9volution du volume des pores augmente avec une plus grande quantit\u00e9 d’activation du chlorure de zinc, ce qui rend le produit final plus actif(14). Le proc\u00e9d\u00e9 consiste \u00e0 m\u00e9langer du charbon broy\u00e9 ou bitumineux avec une solution concentr\u00e9e de chlorure de zinc avant de laisser s\u00e9cher la boue obtenue \u00e0 110 \u00b0C pendant 14 heures – cette m\u00e9thode \u00e9tant particuli\u00e8rement appr\u00e9ci\u00e9e en raison de la d\u00e9shydratation uniforme(15). Le carbone produit avait une porosit\u00e9 bien d\u00e9velopp\u00e9e et – cruciale – uniforme tout au long. La teneur en soufre a \u00e9t\u00e9 consid\u00e9rablement r\u00e9duite – la solution de chlorure de zinc fournissant un effet lavant.<\/p>\n

Pour les charbons actifs, une augmentation de la taille des particules du pr\u00e9curseur du charbon entra\u00eene une r\u00e9duction de la porosit\u00e9 du mat\u00e9riau carbon\u00e9 r\u00e9sultant(16), m\u00eame lorsqu’il est produit \u00e0 des temp\u00e9ratures de for\u00e7age incroyables. Il est donc imp\u00e9ratif qu’un lavage suffisant ait lieu au pr\u00e9alable.<\/p>\n

Dans la pr\u00e9paration de charbons actifs \u00e0 partir d’acides humiques \u00e0 base de charbon (c’est-\u00e0-dire ceux provenant du sol), il a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9 qu’un rapport de 2:1 de chlorure de zinc \u00e0 acide humique est le plus efficace pour produire des charbons actifs enrichis en oxyg\u00e8ne(17), \u00e0 une temp\u00e9rature de 500 \u00b0C, pour \u00eatre utilis\u00e9s comme \u00e9lectrodes. Le traitement au chlorure de zinc du charbon s’est av\u00e9r\u00e9 crucial pour assurer la porosit\u00e9 requise. Les utilisations de compos\u00e9s de charbon actif produits avec du chlorure de zinc indiquent l’\u00e9limination du mercure \u00e9l\u00e9mentaire des gaz de combustion, o\u00f9 la surface \u00e9lev\u00e9e du carbone a \u00e9limin\u00e9 91,4 % du mercure du flux gazeux – le chlorure de zinc \u00e9tant responsable d’assurer une adsorption efficace(18).<\/p>\n\t\t\t\t\"tapis\n\t\t\t\t\"le\n

\n\t\tApr\u00e8s le lavage du charbon\n\t<\/h2>\n\t

Comme mentionn\u00e9, le lavage du charbon utilise de grandes quantit\u00e9s d’eau – et le processus ne garantit pas qu’aucun \u00ab bon \u00bb mat\u00e9riau de charbon n’est lessiv\u00e9 dans les eaux us\u00e9es. Le lavage des eaux us\u00e9es du charbon, comme de nombreux autres flux de d\u00e9chets industriels, peut pr\u00e9senter une occasion d’accro\u00eetre l’efficacit\u00e9 globale de l’usine gr\u00e2ce \u00e0 un processus de traitement. La majeure partie de la composition en suspension ou dissoute des eaux us\u00e9es est constitu\u00e9e de cendres volantes. Des coagulants \u00e0 base de cendres volantes et de sels de calcium non toxiques(19) ont \u00e9t\u00e9 mis au point pour \u00e9liminer plus de 99 % des solides en suspension et des ions m\u00e9talliques r\u00e9siduels des eaux us\u00e9es de lavage du charbon. Les cendres volantes r\u00e9cup\u00e9r\u00e9es du charbon peuvent \u00eatre utilis\u00e9es pour am\u00e9liorer les proc\u00e9d\u00e9s de digestion ana\u00e9robie(20). Le traitement des eaux us\u00e9es permet de les rejeter dans les \u00e9gouts conventionnels.<\/p>\n

\n\t\tR\u00e9sum\u00e9\n\t<\/h2>\n\t
    \n
  • Le lavage du charbon est le processus global de traitement du charbon pour \u00e9liminer les impuret\u00e9s et ajouter de la valeur<\/li>\n
  • Le soufre, souvent sous forme de pyrite, est le contaminant le plus important \u00e0 \u00e9liminer car sa combustion entra\u00eene une grave pollution atmosph\u00e9rique.<\/li>\n
  • Les solutions de chlorure de zinc sont utilis\u00e9es pour les essais de lavabilit\u00e9, afin de d\u00e9terminer la meilleure fa\u00e7on de s\u00e9parer les mat\u00e9riaux charbonniers les uns des autres, et remplacent les solvants toxiques et\/ou organiques<\/li>\n
  • La s\u00e9paration lourde des milieux est la m\u00e9thode pr\u00e9dominante pour s\u00e9parer les teneurs en charbon, en fonction de la densit\u00e9. La solution de chlorure de zinc est utilis\u00e9e comme milieu<\/li>\n
  • Le chlorure de zinc et le charbon sont r\u00e9actifs dans certaines conditions et le ZnCl2<\/sub> est largement utilis\u00e9 dans la production de charbons actifs, m\u00eame \u00e0 partir de charbons de mauvaise qualit\u00e9 tels que le lignite.<\/li>\n<\/ul>\n\t\t\t\t\"Carbone\"\n\t

    R\u00e9f\u00e9rences<\/strong><\/p>\n

    1 A. Bahrami et al.<\/em>, Int. J. Charbon Sci. Tech.<\/em>, 2018<\/strong>, 5, 374<\/p>\n

    2 K. P. Gavin, Int. J. Pr\u00e9paration du charbon. Utilisation<\/em>, 2006, 4, 209<\/strong><\/p>\n

    3 G. H. Luttrell et coll., Optimum Cut Points for Heavy Medium Separations<\/em>, dans : R. Q. Honaker et<\/em> W. R. Forrest, \u00e9d., Advances in Gravity Concentration<\/em>, SME, Colorado, 2003<\/p>\n

    4 B. van Emden et al.<\/em>, ACARP Repor<\/em>t, 1999<\/strong>, C7047<\/p>\n

    5 J. A. Luppens et A. P. Hoeft, J. Coal Quality<\/em>, 1991, 10, 133<\/strong><\/p>\n6 S. Pradhan et S. Mohanta, IOPSci Notes<\/em>, 2020, 1, 24403<\/strong>
    \n7 E. Karami et al.<\/em>, S\u00e9paration Sci. Tech.<\/em>, 2020<\/strong>, 55, 386\n

    8 Z. Akta\u015b et al.<\/em>, Processus de carburant. Tech.<\/em>, 1998<\/strong>, 55, 235<\/p>\n

    9 K. Ceylan et M. Z. K\u00fc\u00e7\u00fck, Energ. Conserver. Gestion<\/em>, 2004<\/strong>, 45, 1407<\/p>\n

    10 W. Xia et coll<\/em>., Powder Tech.<\/em>, 2015, 277, 206<\/strong><\/p>\n

    11 B. Xing et al.<\/em>, Curr. Nanosci.<\/em>, 2015<\/strong>, 11, 439<\/p>\n

    12 G. Ghosh et coll.<\/em>, Energy Fuels<\/em>, 1988<\/strong>, 2, 224.<\/p>\n

    13 A. Linares-Solano et coll.<\/em>, Energy Fuels<\/em>, 1996, 10, 1108<\/strong><\/p>\n

    14 J. M. Palacios et coll.<\/em>, Fuel<\/em>, 1991<\/strong>, 70, 727<\/p>\n

    15 A. Ahmadpour et D. D. Do, Carbon<\/em>, 1996<\/strong>, 34, 471<\/p>\n

    16 M. M. Dubinin et coll.<\/em>, Carbon<\/em>, 1989<\/strong>, 27, 457<\/p>\n

    17 H. Teng et T.-S. Yeh Ind. Eng. Chem. Res.<\/em>, 1998<\/strong>, 37, 58<\/p>\n

    18 C.-G. Yuan et al.<\/em>, Fuel<\/em>, 2019, 239<\/strong> 830<\/p>\n

    19 L. Yan et coll<\/em>., J. Hazardous Mater.<\/em>, 2012, 203, 221<\/strong><\/p>\n

    20 C. Huili\u00f1ir et al.<\/em>, J. Environ. Chem. Eng.<\/em>, 2021<\/strong>, 9, 106422<\/p>\n\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Le charbon extrait n\u2019est pas un mat\u00e9riau digne de la combustion moderne, en raison de sa grande quantit\u00e9 de compos\u00e9s soufr\u00e9s, entre autres. Lorsqu\u2019ils sont br\u00fbl\u00e9s, ils lib\u00e8rent des gaz toxiques. Le lavage du charbon r\u00e9duit la quantit\u00e9 de ces gaz lib\u00e9r\u00e9s lors de la combustion – en aidant \u00e0 les \u00e9liminer du charbon. L\u2019ajout de chlorure de zinc \u00e0 un proc\u00e9d\u00e9 d\u2019enrichissement du charbon peut conduire \u00e0 la production de produits \u00e0 charbon actif.<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":33097,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"inline_featured_image":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_feature_clip_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_post_was_ever_published":false},"categories":[2848,746],"tags":[],"class_list":["post-36024","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-autre-blog","category-fonderie-blog"],"yoast_head":"\nLavage du charbon et chlorure de zinc: Une combinaison cruciale<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Le charbon extrait 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