Valorisation chimique du kaolin dans le traitement des eaux : préparation de nouveaux coagulants minéraux

Résumé Fr En

La présente étude vise la mise en valeur des matières premières minérales de Madagascar et leurs utilisations pour la satisfaction des besoins locaux importants.Comme la plupart des traitements des eaux à Madagascar font appel au sulfate d’alumine, qui est encore importé, ce travail propose des produits nouveaux à base d’alumine et de silice, permettant de traiter l’eau par coagulation-floculation. L’objectif est de maîtriser le traitement du kaolin par le sulfate d’ammonium et de valoriser les produits obtenus, notamment dans le domaine du traitement des eaux.Les matières premières utilisées sont le kaolin qui existe en grande quantité à Madagascar et le sulfate d’ammonium qui va devenir localement un sous-produit industriel important d’ici quelques années suite à l’installation d’un grand projet d’extraction du nickel et du cobalt à l’est de Madagascar.Les procédés actuels de préparation d’alumine ou des sels d’aluminium à partir de la kaolinite consistent en général en en une activation thermique à haute température (500 à 800 °C) pendant une durée relativement importante, suivie d’une attaque acide. Dans notre procédé, le kaolin est attaqué par le sulfate d’ammonium sans besoin d’activation préalable, à des températures faibles comprises entre 200 et 350 °C pendant deux heures au maximum, pour obtenir des produits contenant du sulfate d’alumine et aussi de la silice. Or il est connu que la silice, ajoutée en faible quantité, est un adjuvant de floculation du sulfate d’alumine, et les résultats de nos recherches ont montré que l’ensemble du produit d’attaque permet, sans séparation, de traiter aussi bien l’eau potable que les eaux usées urbaines et industrielles.Divers essais de coagulation-floculation avec les produits obtenus ont été effectués sur différents types d’eau et les analyses des eaux traitées confirment que certains de ces nouveaux produits peuvent être utilisés pour traiter les eaux par coagulation-floculation.

The present study emphasizes the mineral raw materials of Madagascar and their uses for the satisfaction of important local needs. As most treatments of water in Madagascar (drinking water, wastewaters) call for aluminium sulphate, which is still imported, the present work offers new products based on alumina and on silica, which allow the water to be treated by coagulation-flocculation. The aim is to control the treatment of kaolin by ammonium sulphate and to promote the use of the products of this reaction in water treatment.The raw materials used include kaolin, which exists copiously in Madagascar, and ammonium sulphate, which is going to become a locally-available industrial by-product as a result of the installation of a large plant for the extraction of nickel and cobalt in the east of Madagascar. The current processes for the preparation of alumina or some aluminium salts from kaolinite consist generally of a high-temperature thermal activation (500 to 800°C) of relatively important duration, followed by an acid attack. In our process, the kaolin is attacked by the ammonium sulphate without need of preliminary activation, at low temperatures between 200 and 350°C, for two hours at most, to obtain products containing some aluminium sulphate and also silica. It is known that silica, added in small quantities, is a flocculation additive to some aluminium sulphate preparations, and the results of our research showed that the whole product resulting from the ammonium sulphate attack allows one, without separation, to treat drinking water as well as urban and industrial wastewater. Various coagulation-flocculation trials with the final products were performed on different types of water and the analyses of the treated waters confirmed that some of these new products can be used to treat waters by coagulation-flocculation.