Réduction des émissions de CO2 du procédé Bayer

Principale matière première entrant dans la production d'aluminium, l’alumine est extraite de la bauxite au moyen du procédé Bayer, dont Solvay contribue à réduire les émissions polluantes et la consommation d’énergie.

Solvay a créé MAX HT®, un inhibiteur de tartre, pour optimiser la consommation d’énergie et réduire les émissions générées par l’extraction d’alumine. Il diminue la quantité d’impuretés et de contaminants produits par l’évaporateur et les réchauffeurs du digesteur utilisés dans le procédé Bayer, et optimise le transfert de chaleur, d’où son nom Maximum Heat Transfer. Utilisé dans plus de 30 usines à travers le monde, MAX HT®réduit la consommation d’énergie ainsi que les déchets acides résultant du nettoyage des réchauffeurs.

 

Explication du procédé Bayer

Aluminium-refinery

Chuck Price, Directeur de l’entité Mining Solutions au sein de la GBU Technology Solutions de Solvay, explique de manière simple le procédé : “Disons que la bauxite contient environ 40% d’alumine. Le minerai est placé dans une très grande cuve appelée digesteur, et mélangé avec de la soude caustique à très haute température afin de dissoudre l’alumine et d’obtenir la “liqueur d’attaque”, dans la terminologie Bayer. 

Les résidus solides sont séparés sous forme de boue rouge. La liqueur d'attaque est transférée dans des cuves de précipitation, dans lesquelles on ajoute des cristaux de tri hydrate d'alumine. Les solides (tri hydrate d’alumine) sont ensuite séparés des liquides (liqueur usée), et la liqueur usée est envoyée dans des évaporateurs pour être concentrée et réinjectée dans le cycle du procédé Bayer. Cela ressemble au procédé consistant à épaissir une sauce en la chauffant pour éliminer l’eau.”

“Le tri hydrate d’alumine est ensuite lavé à l’eau et séché, puis dans la plupart des cas calciné pour se transformer en oxyde d’aluminium ou alumine, matière première utilisée par les fonderies pour produire de l’aluminium primaire. Le principal problème du procédé Bayer réside dans la formation de tartre lors du chauffage de la liqueur, notamment sur les tubes des échangeurs de chaleur, qui amoindrit le transfert de chaleur ainsi que le taux d’évaporation et le débit.”

C’est là que le MAX HT®entre en jeu, en diminuant ou en éliminant la formation de tartre dans les échangeurs de chaleur. Pour chaque tonne d'alumine produite, on obtient ainsi une réduction des émissions de CO2 de l’ordre de 13 à 92 kg, et de déchets acides de 0,9 à 2,7 kg. Ramenée à la production totale d’alumine des différentes usines, la réduction des émissions de CO2 estimée est comprise  entre 0,54 et 3,9 milliards de kg, et atteint entre  38 et 116 millions de kg pour les déchets acides.

Aluminium Refineries - scaling
 (photographie : importante formation de tartre à l’intérieur d’une canalisation)

Grâce à MAX HT®, les échangeurs de chaleur des raffineries d’alumine sont enfin débarrassés du tartre. Solvay continue à mettre au point des produits pour optimiser les opérations minières à travers le monde, permettant ainsi à ses clients d’améliorer leur productivité et de réduire les coûts d’exploitation tout en répondant aux enjeux économiques et environnementaux.

 

Une nouvelle solution pour les raffineries d’alumine chinoises

Solvay a conçu une version améliorée de la gamme MAX HT® tout spécialement pour le marché chinois, où la bauxite est légèrement différente. “Le marché chinois utilisait beaucoup plus d'énergie que nécessaire. Les raffineries d'alumine chinoises brûlent désormais moins de charbon puisqu'elles ont besoin de moins d'énergie pour produire de l'alumine, grâce à notre version améliorée du MAX HT®,” se félicite Chuck.

Aluminium Refineries - scale-free heater tubes
(photographie : tubes de réchauffeurs sans tartre)

Le défi de la réduction du tartre dans les raffineries d’alumine à travers le monde est resté sans solution jusqu’à l’invention du MAX HT®il y a environ 15 ans. Produit révolutionnaire, le MAX HT®améliore considérablement l’efficience du  procédé en permettant d’économiser des milliards de litres d’eau douce chaque année, tout en rejetant environ 90 kg de CO2 en moins par tonne d’alumine produite. Il s’agit du premier inhibiteur de tartre existant sur le marché pour cette application.