Thermal activation of an industrial sludge for a possible valorization

Activation thermique d’une boue industrielle en vue d’une valorisation

Laboratoire des Matériaux et Valorisation des Ressources (LMVR) Faculté des Sciences et Techniques - BP 416 - TANGER ( MAROC )

^* Auteur correspondant: Email: sanae.lam@gmail.com

Abstract

This work fits within the framework of sustainable management of sludge generated from wastewater treatment in industrial network. The studied sludge comes from an industry manufacturing sanitary ware products.Physico-chemical and mineralogical characterization was performed to give an identity card to the sludge. We noted the absence of metal pollution.The industrial sludge has been subjected to thermal activation at various temperatures (650°C to 850°C). The pozzolanic activity was evaluated by physico- chemical and mechanical methods [1]. Pozzolanicity measurement was carried out based on Chapelle test and conductivity revealed the existence of pozzolanic properties of the calcined samples. The best pozzolanic reactivity was obtained for the sample calcined at 800°C. We noticed a decrease in the reactivity of the sample calcined at 850°C. In addition, analysis by means of X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy showed that sludge recrystallization begins at a temperature of 850°C. Pozzolanicity index of the thermally treated samples was determined by measuring the mechanical resistance of mortar specimens previously kept in a saturated lime solution for 28 days (ASTM C618 [2]). The best pozzolanic activity index was obtained for the sample calcined at 800°C (109.1%).This work is a contribution to the research for new supplying sources of raw materials and additives in the field of construction. It presents a proposition of a promising solution for the valorization of waste material as an additive instead of being discharged into open air dumps causing a major environmental problem.

Résumé

Ce travail s’intègre dans le cadre d’une gestion durable des boues provenant du traitement de l’eau dans le réseau industriel. La boue étudiée provient d’une industrie de fabrication des produits céramiques sanitaires. Une caractérisation physico-chimique et minéralogique a été réalisée afin de donner une carte d’identité à cette boue. On a noté l’absence de pollution métallique. Afin d’évaluer son caractère pouzzolanique, la boue industrielle a subi une activation thermique à diverses températures (650°C à 850°C). L’activité pouzzolanique a été évaluée par des méthodes physico-chimiques et mécaniques. La mesure de la pouzzolanicité par le Test Chapelle et par conductimétrie a montré l’existence des propriétés pouzzolaniques des échantillons calcinés. La meilleure réactivité pouzzolanique a été obtenue pour la boue calcinée à 800°C. On a noté une diminution de cette réactivité au niveau de la boue calcinée à 850°C. Les analyses par diffraction des rayons X et par infrarouge ont montré que la recristallisation de la boue commençait à la température de 850°C avec apparition de nouvelles phases cristallines. L’indice de pouzzolanicité de chaque boue calcinée a été déterminé par mesure des résistances mécaniques des éprouvettes de mortiers conservés dans une solution saturée de chaux pendant 28jours (Norme ASTM C618). La boue calcinée à 800°C a donné le meilleur indice d’activité pouzzolanique (109.1%). Ce travail est une contribution aux travaux de recherches de nouvelles sources d’approvisionnement en ajouts et en matières premières. Il permet de proposer une solution pour l’utilisation d’un déchet entant qu’ajout dans le domaine de construction au lieu qu’il soit évacué vers les décharges causant ainsi un vrai problème écologique.