TREATMENT OF CONTAMINATED AREAS USING HYDROPHOBIC ORGANICS AND METALS

TRAITEMENT DE MILIEUX CONTAMINES PAR DES COMPOSES ORGANIQUES HYDROPHOBES ET DES METAUX

Revendications

REVENDICATIONS
Les modes de réalisation de l'invention, au sujet desquels un droit exclusif
de
propriété ou de privilège est revendiqué, sont définis comme suit :
1) Un procédé de décontamination de milieu pollué à la fois par des métaux et
des
composés organiques hydrophobes tels que des hydrocarbures aromatiques
polycycliques (HAP) caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes
a) L'ajout d'eau au sol à décontaminer de manière à former une pulpe ayant une
pulpe contenant approximativement 10% (p v-1) de solides totaux;
b) L'addition d'un acide inorganique, préférentiellement l'acide sulfurique,
de
manière à abaisser le pH de la pulpe à environ 3 0;
c) L'ajout d'un sel de chlorure, de manière à obtenir une saumure ayant une
concentration de plus de 0,5 M et, préférentiellement, une concentration
voisine de 5,0 M,
d) L'addition d'un surfactant, préférentiellement le CAS (Cocamidopropyl
Hydroxysultaine), à une concentration d'environ 0.1 à 0.4% (p v-1),
e) La réalisation d'étapes consécutives d'agitation et de flottation en
cellules
avec récupération de la mousse formée concentrée en HAP;

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f) La séparation en fin de traitement du sol traité et de la solution de
lavage par
filtration;
g) La récupération du métal tel que le plomb et des autres métaux contenus
dans la solution de lavage par électrodéposition;
h) Optionnellement, la réutilisation de la solution de lavage pour d'autres
cycles
de décontamination de sol.
2) Procédé décrit à la revendication 1, caractérisé en ce que l'addition de
l'eau, de
l'acide, du sel de chlorure et du surfactant, puissent être effectuées dans un
ordre
différent.
3) Procédé décrit à la revendication 1, mais précédé d'un lavage du sol à
l'aide d'un
surfactant. Le sol est donc mis dans un attriteur, le surfactant et l'eau sont
ajoutés et l'attriteur est mis en fonction pour une période de 5 à 30 minutes.
Ce
lavage est suivi d'un tamisage (tamis entre 250 microns et 4 mm,
préférentiellement 2 mm) pour séparer les matières grossières (refus du tamis)
qui sont alors exemptes de HAP et les matières fines qui sont par la suite
traitées
par le procédé décrit à la revendication 1.
4) Procédé décrit aux revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la teneur
en
solides totaux de la pulpe se situe entre 1 et 25% (p v-1).
5) Procédé décrit aux revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'acide est
inorganique (par exemple acide sulfurique, de l'acide chlorhydrique, acide
usé,
de l'acide nitrique ou de l'acide phosphorique), acide organique (acétique,
propionique, butyrique, citrique, malique, etc.), acide usé .
6) Procédé décrit aux revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'addition
de
l'acide soit ajustée de manière à abaisser le pH de la pulpe entre 1.5 et 5Ø

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7) Procédé décrit aux revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la saumure
soit
préparée avec un sel de chlorure, soit du chlorure de sodium, de potassium, de
calcium ou de magnésium.
8) Procédé décrit aux revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la
concentration
du sel de chlorure se situe entre 0.5 et 6.0 M.
9) Procédé décrit aux revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le
surfactant
utilisé soit un surfactant non-ionique, cationique, anionique ou amphotérique,
ou
une combinaison de deux ou plusieurs surfactants.
10) Procédé décrit aux revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la
concentration
totale de surfactants soit comprise entre 0.05 et 2.5% (p v-1).
11) Procédé décrit aux revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les étapes
de
flottation soient réalisées dans une cellule de type Denver ou d'autres types
de
cellules de flottation.
12) Procédé décrit aux revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les étapes
de
flottation soient réalisées par flottation en colonnes de flottation.
13) Procédé décrit aux revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la
séparation du
concentré (mousse) de contaminants organiques soit effectuée par d'autres
techniques de séparation solide/liquide, tels que la filtration ou la
centrifugation.
14) Procédé décrit aux revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'étape
d'agitation de la pulpe soit de l'ordre de 5 à 20 min.
15) Procédé décrit aux revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'étape de
flottation ou de séparation du concentré de contaminants organiques soit de
l'ordre de 1 à 15 min.

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16) Procédé décrit aux revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'étape de
séparation du sol traité soit réalisée par d'autres techniques de séparation
solide/liquide, tels que la centrifugation ou la décantation.
17) Procédé décrit aux revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'étape de
récupération des métaux soit réalisée par d'autres techniques de récupération
des métaux, tels que par exemple, la précipitation, la séparation membranaire,
l'échange d'ions, l'électrocoagulation ou l'adsorption, la cémentation.
18) Procédé décrit aux revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu'une partie,
ou la
totalité, de la solution de lavage soit réutilisée pour d'autres cycles de
décontamination de sol.
19) Procédé décrit aux revendications 1 à 17, caractérisé en ce que d'autres
contaminants organiques hydrophobes puissent être présents, en même temps
ou en remplacement des HAP, et puissent être éliminés durant l'opération du
procédé.
20) Procédé décrit aux revendications 1 à 18, caractérisé en ce que d'autres
métaux
puissent être présents, en même temps ou en remplacement du plomb, et
puissent être enlevés durant l'opération du procédé.
21) Procédé décrit aux revendications 1 à 19, caractérisé en ce que d'autres
procédés de traitement de sol puissent être appliqués avant ou après le
présent
procédé de décontamination.
22) Procédé décrit aux revendications 1 à 20, caractérisé en ce que la pulpe
de sol
soit traitée à température ambiante, ou qu'elle soit chauffée avant ou pendant
les
étapes de flottation.
23) Une composition comprenant un acide, un sel de chlorure et un surfactant.

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24) La composition selon la revendication 23 caractérisée par le fait que
l'acide est
présent dans une quantité permettant d'obtenir une teneur en acide entre 2N et
1N.
25) La composition selon la revendication 24, caractérisée en ce que le sel de
chlorure est présent dans une quantité permettant d'obtenir une concentration
entre 0,5 et 5,5 M de sel de chlorure.
26) La composition selon la revendication 25, caractérisée en ce que le sel de
chlorure est le NaCl.
27) La composition selon la revendication 25, caractérisée en ce que le
surfactant est
présent à une teneur entre 0,15 et 3,75 g/L.
28) La composition selon la revendication 27, caractérisée en ce que le
surfactant est
le CAS.
29) La composition selon la revendication 23, pour la décontamination de
milieu
pollué à la fois par des métaux et des composés organiques hydrophobes (COH).

Description

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PROJET DE LA DEMANDE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé physico-chimique de décontamination
de
milieux tels que des sols pollués par des métaux, tels que le plomb et des
composés
organiques hydrophobes (COH) tels que des hydrocarbures aromatiques
polycycliques (HAP). Ce procédé permet, dans une seule étape de lavage,
d'enlever
une proportion importante (> 70%) des HAP et du plomb, présents dans des sols
pollués à la fois par ces deux types de contaminants. D'un point de vue
théorique, ce
procédé pourrait également être utilisé pour traiter des sols contaminés
uniquement
par un type de polluant soit, par exemple, uniquement par le plomb ou
seulement par
les HAP. De plus, le procédé pourrait aussi être en mesure d'éliminer d'autres
métaux que le plomb dont, à titre d'exemple, le cadmium, le chrome, le cuivre,
le
nickel et le zinc. De même, le procédé pourrait également éliminer d'autres
types de
contaminants organiques hydrophobes (COH), dont les biphényles polychlorés
(BPC), les hydrocarbures aromatiques monocycliques (HAM), les composés
phénoliques, ainsi que les hydrocarbures pétroliers.
Ainsi, selon un mode de réalisation, l'invention a trait à:
Un procédé de décontamination de milieux tels que des sols pollués à la fois
par des
métaux tel que le plomb et des composés organiques hydrophobes (COH), des
hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) caractérisé en ce qu'il comprend
les
étapes suivantes :
a) L'ajout d'eau au sol à décontaminer de manière à former une pulpe ayant une
pulpe contenant approximativement 10% (p v') de solides totaux;
b) L'addition d'un acide de manière à abaisser le pH de la pulpe à environ
3.0;

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c) L'ajout d'un sel de chlorure de manière à obtenir une saumure ayant une
concentration de plus de 0,5 M et, préférentiellement, une concentration
voisine de 5,0 M;
d) L'addition d'un surfactant, préférentiellement le CAS (Cocamidopropyl
Hydroxysultaine), à une concentration d'environ 0.1 à 2.5% (p v');
e) La réalisation d'étapes consécutives d'agitation et de flottation en
cellules
avec récupération de la mousse formée concentrée en HAP;
f) La séparation en fin de traitement du sol traité et de la solution de
lavage par
filtration;
g) La récupération du métal tel que le plomb et des autres métaux contenus
dans la solution de lavage;
h) Optionnellement, la réutilisation de la solution de lavage pour d'autres
cycles
de décontamination de sol,
les étapes a) à d) pouvant être exécutées dans un ordre différent.
Définitions :
Dans le contexte de la présente invention, le terme "acide" comprend entre
autres un
acide organique, inorganique ou usé. "Acide usé" se définit comme étant un
acide
utilisé dans un procédé industriel mais qui a encore une forte réactivité
après ce
premier usage et qui peut être utilisé pour une autre application. Il va sans
dire que
ces acides sont généralement moins chers. Un exemple est l'acide sulfurique
qui est
utilisé dans certains procédés pour enlever l'eau (dans le pétrole entre
autres) et qui
après ce premier procédé contient encore la majorité de son pouvoir
acidifiant.
L'acide phosphorique vert (75% H3PO4) vendu par Vopak en Amérique du Nord est
un autre exemple d'un acide usé.

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Exemple: composition décontaminante
A titre d'exemple non-limitatif, le produit commercial pouvant servir pour
traiter
environ 150 g/L de sol dans une cellule de flottation se compose comme suit:
Un litre de cette solution contient de l'acide pour obtenir une teneur en
acide entre
0.02 N et 1 N, du NaCI (ou tout autre sel de chlorure) pour obtenir entre 0,5
et 5,5 M
de chlorure et le CAS (ou tout autre surfactant efficace) est présent à une
teneur
entre 0,15 et 3,75 g L''.