Extraire le phosphore des boues d'épuration
De plus, les sources naturelles de phosphore, exemptes de métaux lourds, se font rares. Et en parallèle, le phosphore contenu dans les boues d'épuration est un problème croissant pour l'environnement. Les précédentes tentatives de récupération du phosphore dans ces boues n'ont eu que peu de succès, car elles impliquaient des processus complexes et peu efficaces. Le projet RECOPHOS (Recovery of phosphorus from sewage sludge and sewage sludge ashes with the thermo-reductive RecoPhos-process), financé par l'UE, visait à récupérer le phosphore à partir des cendres des boues d'épuration. Il a mis au point un processus très efficace, basé sur un réacteur (InduCarb) servant généralement à récupérer les poussières d'aciérie. Le processus conçu par RecoPhos consiste en une extraction fractionnée des phosphates et des métaux lourds, à partir des cendres de boues d'épuration, à haute température et dans des conditions réductrices. Il s'appuie sur le processus Woehler, qui utilise un four où les phosphates réagissent avec du carbone et du silicium, et sont réduits en phosphore. L'innovation du projet a été d'utiliser le réacteur InduCarb, où la réduction des phosphates survient dans une mince couche fondue à la surface des particules de coke. Le phosphore résultant peut alors s'évaporer de la couche, sans réagir notablement avec d'autres éléments, et être récupéré sous forme de phosphore blanc ou oxydé en acide phosphorique. Les chercheurs ont appliqué des techniques sophistiquées de modélisation et de simulation pour étudier les processus chimiques et thermodynamiques survenant dans le réacteur. Les résultats ont servi de base pour construire une usine pilote, d'échelle semi-industrielle. L'équipe a aussi conduit une étude du marché et une analyse du cycle de vie, pour évaluer l'impact du processus RecoPhos en termes d'économie et d'environnement. Le projet RECOPHOS a terminé une évaluation de la sûreté du processus, et rédigé des recommandations de sécurité. Les tests de chauffage de la cendre par induction au graphite ont été positifs, le réacteur maintenant les températures nécessaires tout en restant étanche et d'un fonctionnement sûr. Le projet a aussi rédigé les spécifications et un guide pour les utilisateurs. Les travaux du projet auront un impact fondamental sur la gestion durable du phosphore, une ressource limitée mais essentielle à la vie. Ils contribueront aussi aux stratégies de recyclage de l'UE, et à réduire les déchets qu'elle génère ainsi que sa dépendance envers les importations. Enfin, ils réduiront l'impact sur l'environnement de l'extraction minière et du raffinage du phosphore, et se traduiront par des techniques respectant l'environnement.
Mots‑clés
Phosphore, boues d'épuration, phosphate, métaux lourds, InduCarb, processus Woehler
