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Pollution environnementale par les industries extractives
L’industrie minière est une source de pollution environnementale. En effet, l’extraction de métaux comme l’argent, le cuivre ou l’or se trouve dans des roches contenant des minerais sulfurés, lesquels dégagent de l’acide sulfurique lorsqu’ils sont broyés et exposés à l’air et à l’eau. Cette eau acide dissout d’autres métaux toxiques dont recèle le minerai, comme le mercure, le plomb et le cadmium. S’il n’est pas contenu, le drainage minier acide (DMA) – un processus qui continue aussi longtemps que les minerais sulfurés des déchets miniers, des carrières et des résidus interagissent avec l’eau et l’air – dégage des toxines dans l’écosystème qui détruisent toute trace de vie dans leur sillage.
Pour tous les pays industrialisés, les sites et sols pollués constituent une préoccupation environnementale, sociale, économique et de santé publique récente alors même que l’essentiel des pollutions est un héritage du siècle précédent. Ces milieux sont pollués par des accumulations de déchets contenant des substances dangereuses qui, lorsqu’elles sont mobilisées, sont susceptibles de provoquer des troubles pour l’environnement et pour la santé des populations exposées. Les terrains industriels et les sols environnants peuvent ainsi être contaminés par les rejets atmosphériques, les déversements et l’entreposage des déchets provoquant la contamination des eaux souterraines et des eaux de surface, en plus de la contamination des sols.
Dans ce chapitre nous allons présenter les principales pollutions générées par les dépôts métalliques issus des industries minières et le risques encourus par l’environnement et la santé humaine.
Les activités industrielles
Peu d’activités économiques du passé peuvent être considérées comme étant exemptes de risque de pollution du sol. Certaines d’entre elles sont particulièrement préoccupantes ; il s’agit principalement.
– Des industries dérivées du charbon ; en particulier le traitement et la première transformation du charbon (lavage de la houille, fabrication d’agglomérés…), et surtout la distillation du charbon (cokeries, usines à gaz), l’activité extractive étant moins mise en cause.
– De la sidérurgie qui compte les activités telles que forges ou fonderies liées à la métallurgie
du fer, de la fonte, de l’acier et des alliages ferreux ; les risques sont principalement liés aux substances stockées pour l’alimentation des hauts fourneaux et des aciéries, ainsi qu’aux déchets riches en métaux (laitiers et scories).
– De l’extraction et de la métallurgie des métaux non-ferreux, sources d’arsenic, cadmium, cuivre, nickel, plomb, et zinc.
– Du secteur du traitement des métaux, en particulier les traitements de surface comme la galvanisation sources de métaux et des cyanures.
– La chimie de synthèse (plastique, caoutchouc, peinture, pesticides…), les tanneries présentent également un risque de pollution des sols.
– Aux pollutions générées par les activités industrielles elles-mêmes s’ajoutent fréquemment des pollutions liées à des installations connexes (transformateurs électriques à PCB, cuves à mazout…).
– Enfin, bon nombre d’anciens sites industriels sont pollués en raison de la présence de remblais constitués de déchets miniers ou industriels, utilisés dans le passé pour niveler ou rehausser les terrains.
Le risque particulier présenté par ces anciens sites industriels tient à l’accumulation possible de polluants sur une période d’activité parfois très longue. Ces polluants peuvent persister dans le sol longtemps après la cessation d’activités. Ainsi, une cokerie en activité au début du 20ème siècle peut présenter aujourd’hui encore des risques pour l’environnement, en continuant par exemple à alimenter les aquifères en polluants (arsenic, cyanures…).
Impacts des activités industrielles sur l’environnement
Tous les secteurs de l’industrie laissent une empreinte sur l’environnement du fait qu’ils utilisent de l’énergie ou des matières premières, produisent des déchets ou des effluents que l’on retrouve ensuite dans le milieu naturel. De tels impacts peuvent survenir au niveau local, transfrontalier ou mondial et comporter des implications pour la santé. Ils varient selon les phases du cycle de vie d’un produit et en fonction des matières premières utilisées, de la conception du produit, de la technologie et des recherches appliquées lors de sa fabrication, des processus de transformation et de fabrication utilisés, du type de produit créé et de son mode d’utilisation et, enfin, de son sort final – il peut être jeté dans la nature, réutilisé ou recyclé.
Impact sur la qualité de l’eau
Les effets sur la qualité de l’eau et de la disponibilité des ressources en eau constituent peut-être l’impact le plus important d’une zone industrielle. Les questions clés sont de savoir si les fournitures en eau de surface et en eaux souterraines resteront appropriées à la consommation humaine, et si la qualité des eaux de surface dans la zone industrielle restera adéquate pour supporter la vie aquatique et la faune terrestre native. Dans le cas des traitements hydrométallurgiques des minerais, le drainage des acides et des contaminants de lixiviation est la plus importante source d’impact sur la qualité de l’eau liés à l’extraction des métaux.
Table des matières
Introduction générale
Chapitre I : Importance des métaux dans l’économie mondiale
I. Introduction
II. Importance des métaux dans l’économie mondiale
III. Ressources minérales et développement économique
IV. La disparité de consommation des ressources naturelles
V. Epuisement des ressources naturelles
V.1. Calendrier de l’épuisement des minerais.
a) La disparition du Cryolithe et du Terbium.
b) la fin de l’argent (2021)
c)La fin du palladium (2023)
d) La fin de l’or (2025)
e) La fin du cuivre (2039)
f) La fin du zinc (2025)
g) La fin du cadmium (2040)
VI. Le recyclage des métaux
VII. Les enjeux du recyclage
VIII. Conclusion
Références
Chapitre II : Pollution environnementale par les industries extractives
I. Introduction
II. Les activités industrielles
III. Impacts des activités industrielles sur l’environnement.
III. 1. Impact sur la qualité de l’eau
III. 2. Impact sur la qualité de l’air
III.3. Impact sur la qualité du sol
III.4. Impact sur la santé publique
IV. Traitements de réhabilitation des sols
IV.1. Classement des différentes techniques de dépollution
IV.1.a. Classement en fonction de la nature des procédés employés
IV.1.b. Classement en fonction du lieu de traitement
IV.1.c. Classement en fonction du devenir des polluants
V. Spécificités de la pollution par les métaux
VI. Toxicologie des métaux lourds
VI.1. Le zinc
a) caractéristiques générales
b) Spéciation et mobilité du zinc
c)Toxicité
VI.2. Le cadmium
a) caractéristiques générales
b) Spéciation et mobilité du cadmium
c)Toxicité
VII. Conclusion
Références.
Chapitre III : Hydrométallurgie et recyclage des métaux
Introduction
Importance du recyclage
III. Procédés hydrométallurgiques
III.1. Hydrométallurgie primaire
III.1. a. La lixiviation
III.1. b. La purification
III.1. c. L’électrolyse
III.2. Hydrométallurgie Secondaire
III.2. a. Lixiviation à l’eau
III.2. b. Lixiviation acide
III.2. c. Lixiviation alcaline
III.2. d. Lixiviation complexante
III.2. e. Lixiviation oxydante
III.2.f. Lixiviation bactérienne
IV. Avantages et les inconvénients de l’hydrométallurgie
Concept d’économie verte
V.1. Cas de la valorisation des déchets
V.1.a. La notion de technologie propre
V.1.b. Les technologies de substitution
V.1.c. Éco-compatibilité
VI. Conclusion
Références
Chapitre IV : Etude bibliographique sur la dissolution des solides
I. Historique
II. « Shrinking core model » ou le modèle de la sphère à noyau rétrécissant
II-1- Contrôle par la diffusion à travers le film gazeux
II-2- Contrôle par diffusion à travers la couche de produits
II-3- Contrôle par la réaction chimique
III. Réactivité à l’interface solide/liquide des oxydes métalliques
IV. Revue bibliographique
V. Conclusion
Références
Chapitre V : Etude de la lixiviation du zinc par différents acides organiques
I. Introduction
II. Matériels et produits chimiques utilisés
III. Préparation du catalyseur ZnO/Al2O3
IV. Titrage du zinc par complexation
V. Mise en solution du catalyseur
VI. Etude de la dissolution du ZnO par les acides organiques
VI.1. Effet de la concentration des acides organiques
VI.2. Effet de l’agitation
VI.3. Effet de la température
VI.4. suivi du pH des solutions au cours des réactions chimiques
VI.5. Etude Cinétique
VI.6. conclusion
VII. Etude de la dissolution du ZnO à partir du catalyseur ZnO/Al2O3 par l’acide citrique.
VII.1. Effet de la concentration de l’acide citrique
VII.2. Effet de la vitesse d’agitation
VII.3. Effet de la température.
VII.4. Effet de l’ajout des sels à l’acide citrique
VII.5. Effet des sels sur la dissolution de l’oxyde de zinc en l’absence de l’acide
VII.6. Etude Cinétique
VII.7. Suivi du pH au cours de la réaction de dissolution
VIII. Comparaison entre le comportement du ZnO seul et supportée par l’alumine
1. Les forces d’agitation thermique
2. Les forces hydrodynamiques
3. Interactions entre les particules
IX. Conclusion
Références.
Chapitre VI : Etude de la dissolution de l’oxyde de cadmium (CdO) par différents organiques
I. Introduction
II. Mode opératoire
III. Résultats et discussion
III.1. Effet de la concentration des acides
III.2. Suivi du pH au cours de la réaction de dissolution du CdO
III.3. Effet de la vitesse d’agitation
III.4. Effet de la température
III.5. Détermination de l’ordre de la réaction par rapport aux acides
IV. Conclusion
Références
Conclusion générale
