Transformer la bauxite traitée en ressources de valeur
La bauxite traitée, également appelée résidu de bauxite ou boue rouge, est le principal sous-produit de la production d’alumine. Plus de 7 millions de tonnes de bauxite transformée sont produites chaque année rien qu’au sein de l’UE, mais moins de 100 000 tonnes sont recyclées. La majeure partie de la bauxite traitée est mise en décharge, car il n’existe actuellement aucune option de réutilisation durable à grande échelle.
Un scénario qui profite aux secteurs européens de l’aluminium et du ciment
Alors que les matériaux cimentaires supplémentaires (MCS)(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) tels que les cendres volantes et le laitier de haut fourneau se raréfient, l’industrie du ciment cherche des alternatives telles que la bauxite traitée. La disponibilité de la bauxite traitée et la proximité des usines d’alumine avec les cimenteries à travers l’Europe offrent une opportunité prometteuse de performance et de circularité des ressources grâce à la symbiose industrielle (les ressources inutilisées ou résiduelles d’une entreprise sont utilisées par une autre). Le projet ReActiv(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a établi une chaîne de valeur symbiotique entre les cimenteries et les raffineries d’alumine, démontrant la faisabilité de la conversion de la bauxite traitée en un nouveau MCS adapté aux applications cimentières. Il a également remplacé jusqu’à 30 % du clinker, le principal ingrédient du ciment, dans la production de ciment.
Redéfinir les perceptions de la bauxite transformée
«ReActiv transforme un résidu industriel abondant en une ressource de valeur, permettant une véritable symbiose industrielle», commente Philippe Bénard, chef de projet R&D au Centre d’innovation d’Holcim(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), la société basée en Suisse qui a coordonné le projet. Pour ce faire, les chercheurs ont utilisé trois voies de traitement différentes, à savoir l’activation thermique de la bauxite traitée avec de l’argile kaolinite (processus de co-calcination), la vitrification carbothermique de la bauxite traitée pour les MCS riches en fer (processus de vitrification) et la fusion réductrice de la bauxite traitée pour les MCS exempts de fer (processus de fusion). Plus précisément, les partenaires du projet ont démontré l’utilisation directe de la bauxite traitée dans deux nouveaux produits de remplacement du ciment. Le premier était un nouveau clinker à base de sulfoaluminate de calcium et de ferrite qui utilise 35 % de bauxite traitée comme matière première. Les trois démonstrateurs sont à présent opérationnels.
Une technologie reproductible pour réduire les émissions de CO2
La solution technologique peut être reproduite et utilisée dans les secteurs de l’alumine et du ciment, mais aussi pour le recyclage des sous-produits d’autres secteurs industriels. Elle peut également réduire le volume d’eaux usées. «ReActiv réimagine ce qui était autrefois considéré comme un déchet industriel (la bauxite traitée) en tant que pierre angulaire de la prochaine génération de MCS en Europe pour le développement de produits de ciment à faible teneur en carbone», ajoute Philippe Bénard. «Son approche pionnière transforme une responsabilité environnementale en opportunité industrielle, ouvrant la voie à une nouvelle classe de MCS de haute performance.» Sur la base d’une analyse du cycle de vie, le potentiel de réchauffement global(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) sur 100 ans des MCS a été estimé à 200 kg de CO2/t pour la bauxite traitée par co-calcination, à 440 kg de CO2/t pour la bauxite traitée par vitrification et à 470 kg deCO2/t pour la bauxite traitée par fusion. Pour réduire davantage l’empreinte carbone des MCS, les principales stratégies d’atténuation consisteraient à électrifier les voies de traitement à l’aide d’énergie verte au lieu de combustibles fossiles et remplacer le carbone d’origine fossile par du biocarbone en tant qu’agent réducteur. «ReActiv est l’exemple type d’un modèle transformateur de collaboration intersectorielle, d’innovation circulaire et d’intégration systémique qui revitalise les chaînes de valeur industrielles, optimise l’utilisation des sols en minimisant le stockage des déchets et privilégie une main-d’œuvre qualifiée alignée sur la transition verte», conclut Philippe Bénard. «Les résultats du projet s’inscrivent dans le cadre du pacte pour une industrie propre de l’UE et contribuent à un avenir plus durable pour l’Europe.»