Traitement par plasma thermique d'une liqueur caustique pour la destruction des cyanures

Abstract

L'objectif principal de cette recherche est d'évaluer la possibilité de traiter le lixiviat de brasques usées produit par le procédé LCL&L (Lixiviation à bas caustique et chaulage) par contact direct avec un jet de plasma thermique. L'utilisation d'un chalumeau au plasma permet d'éliminer les problèmes de réaction avec les produits de combustion reliés à l'utilisation de chalumeaux conventionnels (e.g. carbonatation du NaOH en Na[indice inférieur 2]CO[indice inférieur 3]). Le fait de se servir de ce type de chalumeau en mode submergé pour le traitement d'une solution liquide constitue l'originalité du projet. Les essais effectués dans le cadre de ce travail expérimental sont réalisés à l'échelle banc d'essai dans un premier temps. Ils visent à déterminer le taux de décomposition des cyanures contenus dans le lixiviat sous des conditions de plasma thermique en fonction de différents paramètres et à faire la mise à l'échelle d'un réacteur pilote. La puissance électrique fournie au chalumeau, la température et la pression d'opération, le point d'addition d'eau, le volume de lixiviat traité et l'addition de peroxyde d'hydrogène (H[indice inférieur 2]O[indice inférieur 2]) comme co-réactif ont tous un impact sur le taux de destruction des cyanures trouvé. Sous toutes les conditions étudiées, le réacteur plasma offre un taux de destruction plus rapide qu'un réacteur agité sous pression pour une même concentration en cyanures. Ainsi, la comparaison de la constante cinétique obtenue pour le réacteur agité avec une constante similaire pour le réacteur plasma (pente du graphique -ln(C/C[indice inférieur 0]) en fonction du temps) est de 0.04x10[indice supérieur -3] s[indice supérieur -1] vs 0.59x10[indice supérieur -3] s[indice supérieur -1] à 100[degrés]C et de 1.85x10[indice supérieur -3] s[indice supérieur -1] vs 3x10[indice supérieur -3] s[indice supérieur -1] s à 170[degrés]C. Ces résultats confirment que le plasma joue un rôle important sur la décomposition des cyanures et qu'il contribue à en augmenter le taux de destruction. Suite aux connaissances acquises sur le banc d'essai, un réacteur pilote est conçu. Un chalumeau au plasma d'une puissance de 60 kW-150 kW et fonctionnant avec l'air comme gaz plasmagène y est utilisé. Le montage pilote pourra éventuellement servir au design à l'échelle industrielle du procédé dans une phase subséquente à ce projet.